HEMT嵌入式微加速度计的优化设计与测试.pdf

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1、分类号：：：TP212.1TN407407单位代码407单位代码：：：10110：101101011010110学学学学号号号号：：：：S20080591S20080591S20080591S20080591HEMT中中中中北北北北大大大大学学学学嵌硕硕硕士士士士学学学学位位位位论论论论文文文文入式微加HEMT嵌入式微加速度计的优化速度计设计与测试的优化设计与测试谭振新硕士研究生谭振新谭振新中北指导教师薛晨阳薛晨阳大学学科专业精密仪器及机械精密仪器及机械20112011年2011年年年4444月月月月22220000日日日日图书分类号TP212.2T

2、N407密级密级非密非密注注注1注111UDC621.38硕硕硕硕士士士士学学学学位位位位论论论论文文文文HEMT嵌入式微加速度计的优化设计与测试谭振新谭振新指导教师（（（姓名（姓名、、、职称、职称））））薛晨阳薛晨阳（（（教授（教授））））申请学位级别工学硕士工学硕士专业名称精密仪器及机械精密仪器及机械论文提交日期220112011011011年年年年4444月月月2月2202000日日日日论文答辩日期220112011011011年年年5年5月月月2月2292999日日日日学位授予日期220112011011011年年年年7777月月月月1111

3、日日日日论文评阅人刘英林刘英林王王王王晓敏晓敏答辩委员会主席王王王王万军万军20112011年2011年年年4444月月月月20202020日日日日原原原原创创创创性性性性声声声声明明明明本人郑重声明：：：所呈交的学位论文：所呈交的学位论文，，，是本人在指导教师的指导下，是本人在指导教师的指导下，，，独，独独独立进行研究所取得的成果。。。除文中已经注明引用的内容外。除文中已经注明引用的内容外，，，本论文不包含，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。。。对本文的研究作出重要贡。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，，，均已在文中以明确方

4、式标明，均已在文中以明确方式标明。。。本声明的法律责任由本人。本声明的法律责任由本人承承承担承担担担。。。。论文作者签名：：：：日期日期：：：：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、、、使用学位论文的规定、使用学位论文的规定，，，其中包括，其中包括：：：①①①学校有权保管①学校有权保管、、、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；；；②；②②②学校可学校可以采用影印、、、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；；；③；③③③学校可允许学学校可允许学位论文被查阅

5、或借阅；；；④；④④④学校可以学术交流为目的学校可以学术交流为目的，，，复制赠送和交换学位，复制赠送和交换学位论文；；；⑤；⑤⑤⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容学校可以公布学位论文的全部或部分内容（（（保密学位论文在解密（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签签签签名名名名：：：：日期：：：：导师签名：：：：日期日期：：：：中北大学学位论文HEMT嵌入式微加速度计的优化设计与测试摘要基于新原理、新效应、新结构的微纳器件与系统的设计与开发已成为当前微纳机电系统(M/NEMS)技术领域的研究热点。高电子迁移率晶体管(HEMT)是一种利用表面浅结工艺技

6、术制造的微/纳跨尺度M/NEMS器件，具有多个工作参数和工作区域，通过优化选择不同的工作区域和参数，可以实现不同域或场中的高灵敏传感与探测。本论文基于力电转换效应，提出了一种HEMT嵌入式的微纳传感结构，对HEMT嵌入式微加速度计结构的优化设计、加工和测试等方面进行了研究。首先修改了敏感单元HEMT的结构版图，优化了微加速度计结构，利用表面微电子加工工艺和MEMS体加工工艺相结合的方法，成功制备出GaAs基HEMT嵌入式微加速度计结构。研究了敏感单元HEMT的基本输出特性、栅槽刻蚀深度对器件电学参数的影响以及漏极电流温漂系数的偏压调制效应。研究结果表

7、明单栅HEMT的性能较好；栅槽刻蚀深度对HEMT的饱和电流和阈值电压存在一定的影响；漏极电流的温漂系数受栅极电压和漏极电压的影响。同时，从静态特性和动态特性两方面研究了微加速度计的力电检测效应，给出了微加速度计的量程、灵敏度、频响特性以及压阻系数和灵敏度的偏压调制效应。研究结果表明该批加速度计的量程比前一批大，灵敏度与前一批相近；当频率小于500Hz时，加速度计的频响特性较为理想；微加速度计的压阻系数和灵敏度的大小强烈的依赖于所选择的栅极电压和漏极电压。该HEMT嵌入式微加速度计为微重力、微位移、压强等参数的测试提供了一种新的方法，为高灵敏度微传感结

8、构的设计制造奠定了一定的基础。关键词：HEMT，微加速度计，力电转换，偏压调制效应中北大学学位论文TheOp