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霍尔传感器是根据霍尔效应制作的磁场传感器,基于半导体材料制作的霍尔效应传感器由于其体积、结构、使用寿命、应用领域等方面的优势,已广泛应用在工业控制、消费电子、汽车应用等领域。
AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管霍尔传感器,与其他异质结或多层量子阱结构的霍尔传感器相比有很多优势,如:较高的载流子迁移率可以提高霍尔电压,可以在更高频率下工作;大的禁带宽度使器件有更好的温度稳定特性,使得受外界温度干扰降低,减少霍尔失调;此外,还具有耐高温和耐辐射的优势。
本文以AlGaN外延结构为基础,通过热蒸发、光刻等工艺制备了圆形和倒梯形电极结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的霍尔传感器。圆形和倒梯形电极均采用水平对称结构。先从霍尔器件的工作原理、性能参数、制备等三方面进行介绍,最后用自行搭建的霍尔测试平台,分别对圆形和倒梯形两种电极结构的霍尔传感器检测。经测量,圆形结构的霍尔器件在250mT磁场下,达到的最大霍尔电压为6.01mV,有较大的霍尔失调电压,达到总电压的67%。而倒梯形电极结构的霍尔器件,实验中测量了三组样品输出端霍尔电压和输入端电压/电流的关系,并对比了霍尔电压和磁场的关系及不同激励源下的失调电压。测量结果显示,在磁场强度320mT下,倒梯形电极的霍尔器件具有较高的霍尔电压,在激励源电流源1mA的条件下达到18.96mV,并且具有较小的失调特性,表现出较好的线性关系。
AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管霍尔传感器,与其他异质结或多层量子阱结构的霍尔传感器相比有很多优势,如:较高的载流子迁移率可以提高霍尔电压,可以在更高频率下工作;大的禁带宽度使器件有更好的温度稳定特性,使得受外界温度干扰降低,减少霍尔失调;此外,还具有耐高温和耐辐射的优势。
本文以AlGaN外延结构为基础,通过热蒸发、光刻等工艺制备了圆形和倒梯形电极结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的霍尔传感器。圆形和倒梯形电极均采用水平对称结构。先从霍尔器件的工作原理、性能参数、制备等三方面进行介绍,最后用自行搭建的霍尔测试平台,分别对圆形和倒梯形两种电极结构的霍尔传感器检测。经测量,圆形结构的霍尔器件在250mT磁场下,达到的最大霍尔电压为6.01mV,有较大的霍尔失调电压,达到总电压的67%。而倒梯形电极结构的霍尔器件,实验中测量了三组样品输出端霍尔电压和输入端电压/电流的关系,并对比了霍尔电压和磁场的关系及不同激励源下的失调电压。测量结果显示,在磁场强度320mT下,倒梯形电极的霍尔器件具有较高的霍尔电压,在激励源电流源1mA的条件下达到18.96mV,并且具有较小的失调特性,表现出较好的线性关系。