AlGaN-GaN HEMT微懸臂梁加速度計(jì)器件特性測(cè)試分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、近年來(lái)，由于GaN優(yōu)異的材料特性，例如機(jī)械、熱、化學(xué)穩(wěn)定性以及生物兼容性等，使基于GaN的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)得到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料體系具有很大的帶階差和很高的熔點(diǎn)，使其在高溫、高頻、大功率微波電子器件中的應(yīng)用具有很大潛力。目前在微慣性測(cè)量組合中的器件廣泛采用懸臂梁結(jié)構(gòu)與場(chǎng)效應(yīng)晶體管的集成結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)慣性信號(hào)的測(cè)量。而高電子遷移率晶體管(HighElectronMobilityTransistor)作為場(chǎng)

2、效應(yīng)晶體管中的一種，也開(kāi)始廣泛應(yīng)用于通信、電子等領(lǐng)域，它具有大功率、低噪聲、高頻、高速等特點(diǎn)。對(duì)利用力電耦合原理制備出的AlGaN/GaN基HEMT微加速度計(jì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行靜態(tài)特性檢測(cè)，分析并給出加速度計(jì)的靜態(tài)特性參數(shù)，根據(jù)得到的參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，為得到更高靈敏度、線性度和更大量程的加速度計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
　　本文首先應(yīng)用AlGaN/GaNHEMT微懸臂梁結(jié)構(gòu)器件的力電耦合原理，設(shè)計(jì)出對(duì)AlGaN/GaNHEMT微加速度計(jì)的靜態(tài)特

3、性進(jìn)行測(cè)試的合理實(shí)驗(yàn)方案。通過(guò)對(duì)AlGaN/GaNHEMT加速度計(jì)在靜態(tài)0~10g的慣性測(cè)試，得出該加速度計(jì)的靈敏度為0.12mA/g，表明結(jié)構(gòu)靈敏度較小；其次，通過(guò)對(duì)微加速度計(jì)工藝過(guò)程的分析，總結(jié)了微結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力的產(chǎn)生原因，并利用激光拉曼應(yīng)力測(cè)試儀對(duì)微結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力進(jìn)行了測(cè)試分析，得出殘余應(yīng)力對(duì)器件與結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生的影響，為下一步改進(jìn)結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)；第三，在此基礎(chǔ)上，重新優(yōu)化了加速度計(jì)結(jié)構(gòu)，根據(jù)加速度傳感器的敏感元件結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)靈敏度、線性