日本科學(xué)技術(shù)廳“胚胎科學(xué)與技術(shù)的前兆研究計(jì)劃”(JST PRESTO)的研究人員開發(fā)出了一種MEMS諧振器，通過調(diào)節(jié)氮化鎵(GaN)的熱量產(chǎn)生的應(yīng)變，可在高溫下也能穩(wěn)定工作。
該器件體積小，靈敏度高，可與CMOS技術(shù)集成，有望應(yīng)用于5G通信、物聯(lián)網(wǎng)定時(shí)裝置、車載應(yīng)用和高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)。
本研究利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)在硅襯底上制備了高質(zhì)量的GaN外延薄膜，以制備GaN諧振腔。研究提出了應(yīng)變工程來改善時(shí)間性能。該應(yīng)變是通過GaN和Si襯底之間的晶格失配和熱失配來實(shí)現(xiàn)的。因此，GaN直接生長在硅上，不需要任何應(yīng)變?nèi)コ龑印?/div>
通過優(yōu)化MOCVD生長過程中的降溫方法，在氮化鎵上沒有觀察到裂紋，其晶體質(zhì)量與傳統(tǒng)方法使用超晶格應(yīng)變?nèi)コ龑荧@得的晶體質(zhì)量相當(dāng)。
這種基于GaN的MEMS諧振器在600K溫度時(shí)也能穩(wěn)定工作。該方法具有較高的時(shí)間分辨率和較好的時(shí)間穩(wěn)定性，且溫度升高時(shí)頻移較小。
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