GaAs基PHEMT加速度传感器的研究.pdf

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1、第23卷第2期传感技术学报V01．23No．22010年2月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSFeb．2010ResearchontheGaAs．BasedPHEMTAccelerationSensorJIAXiaojuan，ZHANGBinzhen，LIUJun，XUEChenyang，HOUTingting，TANZhenxin，WANGJie／NationalKeyLaboratoryforElectronicMeasurementTechnology，KeyLaboratoryofInstrumentationScience＆、、DynamicMea

2、surement，Ministryo厂Education，NorthUniversityofChina．Taiyuan030051，China，Abstract：PseudomorphicHEMThasbecomeamostactiveresearchtopicofmicro—electronicsfieldbecauseofitsadvantagesinhigh—frequencyandlow—yawp．Itisoneoftheresearchdirectionsofthemostforwardpositiontofabri—cateacceleratorwiththeforce．sensi

3、tivecharacteristicofPHEMT．AccordingtothepiezoresistiveeffecttheoryofGaAs。basedPHEMT，anovelcantileveracceleratedsensorhasbeendesignedandfabricated．ThedraincurrentoutputofPHEMTchangeswhentheforceisappliedonthecantilever．Andthenthechangeofdraincurentisde—tectedthroughtheexternaltestingcircuit．Thestruct

4、ureandmechanicalcharacteristicsaredescribedinthispaper．rhetestingresultsshowthattherelationshipbetweendraincurrentandgatevoltage．drainvoltageunderthedy—namictestiSaccordantwiththestaticIVcharacteristic．TheaccelerometerhasgoodlinearityandthesensitivityhasbeencalculatedthatiS0．177mV／insaturationregion

5、．Keywords：micro—acce]erometer；PHEMT；dynamictest；sensitivity；GaAsEEACC：732OE；2575GaAs基PHEMT加速度传感器的研究贾晓娟，张斌珍，刘俊，薛晨阳，侯婷婷，谭振新，王杰(中北大学电子测试技术国家重点实验室，仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原030051)摘要：PHEMT结构一种高电子迁移率晶体管，以其高频和低噪声等方面的优越性，成为当今微电子领域中最活跃的研究主题之一。将其良好的力敏特性应用在加速度计方面更是成为前沿的研究方向。基于GaAs基PHEMT结构压阻效应，设计加工出一种悬臂梁式微加速度传感器，通过力

6、作用在加速度计上，改变PHEMT结构漏极电流的输出，并通过外围测试电路来检测该电流变化，从而实现力电转换。文中，对其基本原理和结构设计进行阐述，并进行力学特性的研究。结果表明，在动态测试下，PHEMT结构的漏极输出电流与栅压、漏压之间的关系与静态测试I—V特性曲线保持一致。该加速度计具有良好的线性特性，经过测试在饱和区灵敏度为0．177mV／g。关键词：微加速度计；PHEMT；动态测试；灵敏度；GaAs中图分类号：TN386．3；TN304．07文献标识码：A文章编号：1004—1699(2010)02—0188—041980年，一种新的调制掺杂GaAs／A1GaAs异质注，并且已经将此结构应

7、用在气体、液体及温度传感结场效应管，即高电子迁移率晶体管HEMT结构问器上J，并取得了良好的效果。而将PHEMT结世⋯，随之，HEMT以其高频、高速、低噪声、大功构作为加速度计的敏感单元，利用其力电耦合特性率等优势，在通信等领域得到了广泛应用。赝配来测试压力变化的研究并不多。高电子迁移率晶体管(PHEMT)，是一种采用异GaAs系材料是最早开发使用的半导体材料系质结构和调制掺杂技术的场效应晶体管。