[发明专利]一种提高压力传感器检测灵敏度装置

说明书

技术领域

本发明属于微电子技术领域，涉及一种提高压力传感器检测灵敏度装置。

背景技术

当集成电路和计算机技术迅速发展时，人们才逐步认识到信息摄取装置——传感器没有跟上信息技术的发展。正因为如此，技术先进发达的国家对开发传感器技术都十分重视。美、日、英、法、德和独联体等国家都把传感器技术列为国家重点开发关键技术之一。我国也十分重视研究和开发传感器技术。国家科委于1987年4月制定的《传感器发展政策》白皮书中确定了“必须大力发展传感器技术，特别是要把新型传感器技术作为信息技术中优先领域予以发展”传感器技术已经成为新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技发展水平的重要标志，是信息技术的三大支柱之一。在众多的传感器中，压力传感器所占的比重最大，在传感器市场中约占50%市场分额，广泛应用于水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。近年来，随着对宽禁带半导体的研究深入，发现宽禁带半导体氮化镓（GaN）（禁带宽度3.4eV）制成的氮铝镓/氮化镓高电子迁移率晶体管（AlGaN/GaN HEMT）传感器可以不用冷却在高温下探测化学、气体、生物、辐射、压力等特性。AlGaN/GaN HEMT应用于压力传感器工作原理是通过外力作用于AlGaN/GaN HEMT器件的外延层敏感膜AlGaN/GaN，改变外延层材料的极化效应，从而改变AlGaN/GaN HEMT二维电子气中面电子密度，使得器件的电流响应发生变化。但是，器件电流响应随外部压力变化不高，降低了对信号检测的灵敏度。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种提高压力传感器检测灵敏度装置。

一种提高压力传感器检测灵敏度装置，包括七个电源、弹道偏转晶体管、两个压力传感器，两个电阻；

弹道偏转晶体管的右栅极、左漏极、右漏极分别与第一电源V_TD、第二电源V_LD、第三电源V_RD的正极连接，第一电源V_TD、第二电源V_LD、第三电源V_RD的负极接地，弹道偏转晶体管的左栅极分别与第一电阻R_D1的一端和第一压力传感器FET1的漏极连接，第一电阻R_D1的另一端与第四电源V_DD1的正极连接，第四电源V_DD1的负极接地，第一压力传感器FET1的栅极与第五电源V_g1的正极连接，第五电源V_g1的负极接地，第一压力传感器FET1的源极接地，弹道偏转晶体管的右漏极与第二电阻R_D2的一端、第二压力传感器FET2的漏极连接，第二电阻R_D2的另一端与第六电源V_DD2的正极连接，第六电源V_DD2的负极接地，第二压力传感器FET2的栅极与第七电源V_g2的正极连接，第七电源V_g2的负极接地，第二压力传感器FET2的源极接地。

所述的第一压力传感器FET1的结构为漏极、栅极、源极组成的电极层，依次往下为Al_0.27Ga_0.73N帽层、Al_0.27Ga_0.73N势垒层、AlN隔离层、Al_0.04Ga_0.96N插入层、GaN缓冲层，硅衬底。

所述的GaN缓冲层厚度为2.5μm；

所述的Al_0.04Ga_0.96N插入层厚度为8nm；

所述的AlN隔离层厚度为1nm；

所述的Al_0.27Ga_0.73N势垒层厚度为20nm；

所述的Al_0.27Ga_0.73N帽层厚度为2nm；

所述的栅极金属为镍或者金，源极和漏极金属分别为钛、铝、镍、金中的一种，选择器件的栅长为1μm，栅宽为100μm，栅极与源极、栅极与漏极之间距离都为1μm。

所述的第二压力传感器结构和第一压力传感器相同，唯一的不同在于第一压力传感器的敏感膜下方的硅衬底上被挖除一长、宽各为100um的孔，而第二压力传感器的硅衬底没有被挖除。