[发明专利]用于血流动力学穿戴式装置的表面声波RFID感测器

权利要求书

1.一种表面声波(SAW)射频识别(RFID)感测器芯片，其包括：

压电衬底，所述衬底包括压电层和沉积在所述压电层上的多层异质结构，所述结构由Ⅲ-V单晶或多晶半导体层制成并且包括至少一个缓冲层和至少一个势垒层，所述层交替层叠；

至少一对金属交叉指形(IDT)，安装在所述压电衬底上用于接收射频(RF)输入信号，将所述输入信号转换为表面声波(SAW)，沿所述压电衬底的表面传播所述表面声波并且将所述传播的表面声波转换为输出RF信号；

至少一个常开或常关二维电子气(2DEG)或二维空穴气(2DHG)结构，沉积在所述压电衬底用于在所述缓冲层和所述势垒层之间的界面处的所述多层异质结构中形成常开或常关2DEG或2DHG导通道；

至少一个伪传导2DEG或2DHG，沉积在所述压电衬底上用于在所述层与势垒层之间的界面处的所述多层异质结构中形成伪传导2DEG或2DHG通道；和

电气金属镀层，电容耦合到所述IDT、所述常开或常关2DEG或2DHG结构和所述伪传导2DEG或2DHG结构用于诱导位移电流，从而产生非欧姆源和漏极源，以用于将所述感测器芯片连接到电路。

2.根据权利要求1所述的SAW RFID感测器芯片，其中所述压电层由氧化锌、蓝宝石、氮化铝、钽酸锂、铌酸锂、铌酸钾、硅酸镧镓、二氧化硅、碳化硅或石英。

3.根据权利要求1或2所述的SAW RFID感测器芯片，其中所述多层异质结构包括一个缓冲层和一个势垒层，并且所述2DEG导通道形成于所述缓冲层与所述势垒层之间的界面处。

4.根据权利要求1或2所述的SAW RFID感测器芯片，其中所述多层异质结构包括两个缓冲层和一个势垒层，所述势垒层放在所述缓冲层之间，并且所述2DEG导通道形成于所述势垒层上方的所述顶部缓冲层中，接近所述顶部缓冲层与所述势垒层之间的界面，从而导致所述结构的面向N的极性。

5.根据权利要求1或2所述的SAW RFID感测器芯片，其中所述多层异质结构包括两个缓冲层和一个势垒层，所述势垒层放在所述缓冲层之间，并且所述2DHG导通道形成于所述势垒层上方的所述顶部缓冲层中，接近所述顶部缓冲层与所述势垒层之间的界面，从而导致所述结构的面向Ga的极性。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的SAW RFID感测器芯片，其中所述III-V单晶或多晶半导体材料是选自GaN/AlGaN、GaN/AlN、GaN/InN、GaN/InAlN、InN/InAlN、GaN/InAlGaN、GaAs/AlGaAs和LaAlO₃/SrTiO₃。

7.根据权利要求6所述的SAW RFID感测器芯片，其中所述III-V单晶或多晶半导体材料为GaN/AlGaN。

8.根据权利要求3所述的SAW RFID感测器芯片，其中所述多层异质结构包含底部处的一个GaN缓冲层和顶部处的一个AlGaN势垒层，所述AlGaN势垒层具有(i)5-9纳米(nm)的厚度，对应于所形成的2DEG通道的常开和常关操作模式之间的伪传导电流范围，和(ii)0.2nm或更小的表面粗糙度。

9.根据权利要求8所述的SAW RFID感测器芯片，其中所述AlGaN势垒层的厚度为6-7nm，优选为6.2-6.4nm。

10.根据权利要求8或9所述的SAW RFID感测器芯片，其中所述AlGaN势垒层具有约0.1nm或更小的表面粗糙度，优选为约0.05nm或更小。