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

1、近年來，由于GaN優(yōu)異的材料特性，例如機械、熱、化學穩(wěn)定性以及生物兼容性等，使基于GaN的微機電系統(tǒng)(MEMS)得到了學術界的廣泛關注。AlGaN/GaN異質(zhì)結構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構與場效應晶體管的集成結構來實現(xiàn)慣性信號的測量。而高電子遷移率晶體管(HighElectronMobilityTransistor)作為場

2、效應晶體管中的一種，也開始廣泛應用于通信、電子等領域，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微加速度計結構，進行靜態(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)對結構進行優(yōu)化設計，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。
　　本文首先應用AlGaN/GaNHEMT微懸臂梁結構器件的力電耦合原理，設計出對AlGaN/GaNHEMT微加速度計的靜態(tài)特

3、性進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，表明結構靈敏度較??；其次，通過對微加速度計工藝過程的分析，總結了微結構殘余應力的產(chǎn)生原因，并利用激光拉曼應力測試儀對微結構的殘余應力進行了測試分析，得出殘余應力對器件與結構性能產(chǎn)生的影響，為下一步改進結構奠定基礎；第三，在此基礎上，重新優(yōu)化了加速度計結構，根據(jù)加速度傳感器的敏感元件結構尺寸對靈敏度、線性