基于GaAs HEMT嵌入式懸臂梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的力敏特性研究.pdf

1、基于硅材料壓阻效應(yīng)的微機電系統(tǒng)器件研究已經(jīng)有幾十年的歷史，并被廣泛地應(yīng)用。但是硅壓阻效應(yīng)的靈敏度遠不能滿足在地震波檢測、導(dǎo)航制導(dǎo)、平臺穩(wěn)定方面等高精度、高靈敏傳感場合的要求。本文設(shè)計了以GaAs材料的高電子遷移率晶體管HEMT作為敏感單元的十字梁壓阻式懸臂梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，具有靈敏度高、阻值可調(diào)等優(yōu)點。
　　本文在壓阻效應(yīng)理論基礎(chǔ)上，設(shè)計并生長了+n-AlGaAs/i-AlGaAs/i-InGaAs/i-GaAs HEMT結(jié)構(gòu)；并對

2、懸臂梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)進行了力學(xué)參數(shù)分析及ANSYS仿真分析。本懸臂梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)加工采用了表面加工與體加工相結(jié)合的工藝，如雙凹槽工藝、空氣橋工藝和控制孔工藝等。最后根據(jù)實驗結(jié)果對原有結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化改進。
　　在實驗設(shè)計方面，本論文在分析力敏特性的基礎(chǔ)上進行了HEMT參數(shù)特性實驗、柵槽深度實驗、壓阻系數(shù)實驗和溫度實驗。測試結(jié)果表明：GaAs HEMT不同偏壓下壓阻系數(shù)不同，且飽和區(qū)的變化比線性區(qū)明顯，最大壓阻系數(shù)比 SI高出三個數(shù)量級