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

1、近年來，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，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。目前在微慣性測量組合中的器件廣泛采用懸臂梁結(jié)構(gòu)與場效應(yīng)晶體管的集成結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)慣性信號的測量。而高電子遷移率晶體管(HighElectronMobilityTransistor)作為場

2、效應(yīng)晶體管中的一種，也開始廣泛應(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。對利用力電耦合原理制備出的AlGaN/GaN基HEMT微加速度計結(jié)構(gòu)，進(jìn)行靜態(tài)特性檢測，分析并給出加速度計的靜態(tài)特性參數(shù)，根據(jù)得到的參數(shù)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，為得到更高靈敏度、線性度和更大量程的加速度計奠定了基礎(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)計出對AlGaN/GaNHEMT微加速度計的靜態(tài)特

3、性進(jìn)行測試的合理實驗方案。通過對AlGaN/GaNHEMT加速度計在靜態(tài)0~10g的慣性測試，得出該加速度計的靈敏度為0.12mA/g，表明結(jié)構(gòu)靈敏度較??；其次，通過對微加速度計工藝過程的分析，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)力測試儀對微結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力進(jìn)行了測試分析，得出殘余應(yīng)力對器件與結(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)尺寸對靈敏度、線性