[发明专利]基于高电子迁移率晶体管HEMT的微加速度计

摘要

本发明涉及微加速度计领域，具体是一种基于高电子迁移率晶体管HEMT的微加速度计。适应了微加速度计应用领域对高灵敏度微加速度计的需要，实现高电子迁移率晶体管HEMT力电转换机理在微加速度计上的应用，所述微加速度计采用以下步骤加工制造：1、应用分子束外延技术在GaAs衬底上生长出如下表1所示材料层结构的薄膜；2、应用微机电器件加工技术在薄膜上加工高电子迁移率晶体管HEMT；3、应用微机电器件加工技术加工微加速度计结构。有效利用高电子迁移率晶体管HEMT的力电转换机理，实现了高电子迁移率晶体管HEMT在微加速度计上的应用，灵敏度高、线性度好，完全可以适应微加速度计应用领域的实际需要。

主权项

1.一种基于高电子迁移率晶体管HEMT的微加速度计，其特征在于采用以下步骤加工制造：(1)、应用分子束外延技术在GaAs衬底(1)上生长出如下表1所示材料层结构的薄膜(2)：表1(2)、应用微机电器件加工技术按如下步骤加工高电子迁移率晶体管HEMT：a、按照待加工微加速度计结构的布局，以刻蚀工艺去掉GaAs衬底(1)上除所需要加工高电子迁移率晶体管HEMT位置处薄膜(2)外的所有薄膜；b、在GaAs衬底(1)上各保留薄膜处分别加工高电子迁移率晶体管HEMT：b1、在所述薄膜的欧姆接触层n-GaAs表面首先采用光刻工艺加工出高电子迁移率晶体管HEMT的源极(4)和漏极(3)的欧姆接触图形，然后采用电子束蒸发工艺在欧姆接触层n-GaAs表面形成厚的Au/Ge/Ni覆盖层，最后经剥离清洗后，以400℃高温在60s内快速合金，实现晶体管HEMT的源极(4)、漏极(3)金属化，使晶体管HEMT的源极(4)、漏极(3)与所述薄膜的欧姆接触层n-GaAs表面之间形成良好的欧姆接触，其中，高电子迁移率晶体管HEMT的源极为分离设置，即由两分离源极(4)构成，且两分离源极(4)的排列方向与漏极(3)平行；b2、以刻蚀工艺在源极(4)和漏极(3)之间的薄膜上加工出与漏极平行、并贯穿整个薄膜的凹槽(5)，且凹槽(5)以薄膜的肖特基接触层n-AlGaAs表面为槽底面；然后以光刻工艺在凹槽(5)槽底中间沿凹槽(5)方向加工栅槽，并在栅槽加工过程中，实时检测源漏两极间的饱和电流，直至源漏两极间的饱和电流达到要求值，获得所需栅槽，随后采用电子束蒸发工艺在凹槽表面、栅槽内形成厚的Ti/Pt/Au覆盖层，以剥离法在栅槽处形成栅极(6)，实现晶体管HEMT的栅极金属化，使晶体管HEMT的栅极与所述薄膜的肖特基接触层n-AlGaAs之间形成良好的肖特基势垒；b3、用PECVD淀积法在已加工出高电子迁移率晶体管HEMT源极(4)、漏极(3)、栅极(6)的薄膜上以230℃温度淀积厚的Si₃N₄钝化层(7)，然后以光刻工艺刻蚀所述Si₃N₄钝化层(7)，使Si₃N₄钝化层(7)区域仅覆盖在源极(4)和漏极(3)之间、以及源极(4)和漏极(3)正对侧的边沿处；b4、在两分离源极(4)之间加工连接两分离源极的空气桥(13)：①、在已覆盖Si₃N₄钝化层(7)的薄膜上涂敷光刻胶(8)，并应用光刻工艺在两分离源极(4)正上方形成分别以两分离源极(4)上表面为槽底面的两个桥墩状凹槽，然后采用电子束蒸发工艺或溅射工艺在光刻胶表面和桥墩状凹槽内覆盖厚的TiAu或TiW双元金属层(9)；②、在TiAu或TiW双元金属层(9)表面涂敷光刻胶(10)，再次应用光刻工艺在两分离源极正上方形成以TiAu或TiW双元金属层为槽底面的桥形凹槽(11)，然后采用电镀工艺在TiAu或TiW双元金属层(9)上电镀2～5μm厚的Au层(12)；③、用有机溶剂溶解TiAu或TiW双元金属层(9)上方的光刻胶(10)，然后腐蚀掉Au层下方TiAu或TiW双元金属层(9)外的所有TiAu或TiW双元金属层，最后用有机溶剂溶解所述薄膜上残余的光刻胶(8)，即得到所述空气桥(13)，完成所述薄膜上的高电子迁移率晶体管HEMT(17)加工；(3)、应用微机电器件加工技术按如下步骤加工微加速度计结构：应用刻蚀工艺将GaAs衬底(1)刻蚀成由外围基座(14)、悬臂梁(15)、以及通过悬臂梁(15)支悬于外围基座(14)中央的质量块(16)构成的微加速度计结构，并使所述加工有高电子迁移率晶体管HEMT(17)的薄膜位于悬臂梁(15)与外围基座(14)的连接处。