[实用新型]基于二维电子气的氢气传感器芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种氢气传感器芯片，尤其是一种基于二维电子气的氢气传感器芯片。

背景技术

氢气传感器主要用于工业安全领域，它可以直接反映出气体浓度而不必通过分压来反映。现有的氢气传感器一般采用与气体发生氧化或还原反应的感应电极，在外部电路上形成电流，产生的电流与传感器外气体浓度成比例，以接测量当前气体含量。

与大部分工业一样，氢气传感器也具有高竞争性。因此，氢气传感器制造商常常寻找具有竞争优垫的改进方法。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于二维电子气的氢气传感器芯片，达到测试环境氢气浓度的目的。

按照本实用新型提供的技术方案，所述基于二维电子气的氢气传感器芯片，包括衬底，其特征是：在所述衬底上表面设置相互分隔的左芯片和右芯片，左芯片和右芯片分别包括设置在衬底上表面的GaN层，在GaN层上表面设置AlGaN层，在GaN层和AlGaN层之间形成二维电子气；在所述AlGaN层上表面分别蒸镀形成漏极金属层、源极金属层和栅极金属层；在所述右芯片的栅极金属层上生长氢气隔离层，氢气隔离层覆盖栅极金属层的上表面和侧面。

所述漏极金属层和源极金属层为Ti/Al或Ti/Al/Ti/Au或Ti/Al/Ni/Au金属层，漏极金属层和源极金属层与AlGaN层形成欧姆接触。

所述栅极金属层为Pt金属，栅极金属层与AlGaN层形成肖特基接触。

所述氢气隔离层为SiO₂ 或Si₃N₄。

所述衬底为蓝宝石衬底、Si衬底或SiC衬底。

本实用新型利用二维电子气载流子受纵向电压影响的原理原理，通过在栅极金属层铂金对氢气的电离会产生不同的肖特基势垒，使此肖特基势垒会作用于二维电子气的第三维方向，限制二维电子气中二维方向的通道深度，使电子气载流子发生变化；不同浓度氢气会产生不同的肖特基势垒，得到不同电子气电流，从而通过不同电流测试出环境中的氢气浓度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：所述基于二维电子气的氢气传感器芯片包括衬底1、GaN层2、二维电子气3、AlGaN层4、漏极金属层5、源极金属层6、栅极金属层7、氢气隔离层8、左芯片11、右芯片12等。

如图1所示，本实用新型包括衬底1，在衬底1上表面设置相互分隔的左芯片11和右芯片12，左芯片11和右芯片12分别包括设置在衬底1上表面的GaN层2，在GaN层2上表面设置AlGaN层4，在GaN层2和AlGaN层4之间形成二维电子气3；在所述AlGaN层4上表面分别蒸镀形成漏极金属层5、源极金属层6和栅极金属层7；在所述右芯片12的栅极金属层7上生长氢气隔离层8，氢气隔离层8覆盖栅极金属层7的上表面和侧面；

所述漏极金属层5和源极金属层6为Ti/Al或Ti/Al/Ti/Au或Ti/Al/Ni/Au金属层，漏极金属层5和源极金属层6与AlGaN层4形成欧姆接触；

所述栅极金属层7为Pt金属，栅极金属层7与AlGaN层4形成肖特基接触；

所述氢气隔离层8为SiO₂ 或Si₃N₄；

所述衬底1为蓝宝石衬底、Si衬底或SiC衬底。