掺杂n+ GaAs的热电式MEMS微波功率传感器在Ka波段的研究

作者:洪阳; 张志强; 孙国琛; 郑从兵; 刘佳琦
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本文通过理论设计和性能测试,研究了热电堆半导体臂n+GaAs掺杂浓度对Ka波段MEMS热电微波功率传感器工作性能的影响。这种传感器基于微波功率热电转换原理工作。热电堆由半导体臂n+GaAs和金属臂Au组成。通过建立理论分析模型,探讨了灵敏度、信噪比和掺杂浓度之间的关系,以指导传感器的结构设计。基于GaAsMMIC工艺制备了四种N+GaAs掺杂浓度的MEMS微波功率传感器。实验结果表明,当N+GaAs的掺杂浓度分别为2.41018cm-3、8.51017 cm-3、3.21017cm-3和1.91017cm-3时,30个GHz的测量灵敏度分别为15.21v/mw、17.86v/mw、74.36v/mw和142.34v/mw,38个GHz的测量灵敏度分别为10.91v/mw、17.88v/mw、48.94v/mw和98.59v/mw,结果表明,随着掺杂浓度的增加,灵敏度降低。30个GHz的信噪比分别为8.58105 W-1、6.13105 W-1、1.38106 W-1和2.08106 W-1,38个GHz的信噪比分别为6.44105 W-1、6.13105 W-1、1.11106和1.47106 W-1。结果表明,随着掺杂浓度的增加,信噪比先减小后增大。