The invention provides a gallium arsenide based MESFET device with thermoelectric conversion function for the Internet of things, which mainly includes MESFET and thermocouple. MESFET selects semi insulating GaAs as substrate, and implements MESFET with energy conversion function by GaAs process and MEMS surface micromachining. The gold layer around the source drain gate made of a layer of silicon dioxide, chemical mechanical polishing, metal Au type thermoelectric arm and the GaAs type thermoelectric arm making thermocouple, steaming metal connecting two thermocouple thermocouple arm, electrode source and drain gate of metal wire, leaving two thermocouple electrodes as output Seebeck voltage polarity. The GaAs based MESFET device with thermoelectric conversion function based on the Seebeck effect, can produce heat device into electrical energy, simultaneously collecting energy to ease the problem of heat dissipation. The detection of thermal dissipation power is realized by detecting the magnitude of output Seebeck voltage.
【技术实现步骤摘要】
面向物联网的砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件
本专利技术提出了面向物联网的砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件,属于微电子机械系统(MEMS)的
MESFET(MetalEpitaxial-SemiconductorFieldEffectTransistor),即金属-半导体场效应晶体管。
技术介绍
MESFET器件基于砷化镓工艺,具有五倍于硅的迁移率和两倍于硅的饱和速度,砷化镓半绝缘衬底有利于消除自由载流子吸收微波功率的问题,所以MESFET多用用于高频器件、蜂窝式电话、雷达和微波器件等。MESFET工作下会产生较大的热损耗,高功耗带来器件自身温度的上升,过高的温度会影响电路的性能导致其可靠性的下降,进而缩短器件的使用寿命。随着物联网通信、无线传感器网络、便携式电子设备等低功耗系统的快速发展,人们越来越需要长工作寿命的独立电源技术。当下,电池仍然是广泛使用的电源,但是其容量有限,需要定期更换,给人们的生活带来诸多不便。此外,一次性电池会造成环境污染。热电能量转换技术较为简单,只要在热电堆两端存在温差就可以得到一定规模的功率输出。本专利技术即是基于砷化镓工艺和MEMS表面微机械加工工艺设计了一种具有热电转换功能的MESFET器件,一方面实现了温差发电的热源供给,另一方面将MESFET器件的废热利用,实现热电能量转换,这是一种应用在物联网通讯中的MESFET器件。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术的目的在于提供一种基于砷化镓工艺和MEMS表面微机械加工工艺的面向物联网的具有热电转换功能的MESFET器件;当MESFET处于工作状态时 ...
【技术保护点】
一种面向物联网的砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件,其特征是:所述MESFET器件以半绝缘的GaAs为衬底(1),在衬底(1)上设有N型GaAs导电沟道层(12)、源区(3)、漏区(4)、源极欧姆接触金锗镍/金极(5)、漏极欧姆接触金锗镍/金极(6)、栅极肖特基接触金极(7);所述源极欧姆接触金锗镍/金极(5)、漏极欧姆接触金锗镍/金极(6)、栅极肖特基接触金极(7)的四周分别设有绝缘层(2);所述源极欧姆接触金锗镍/金极(5)、漏极欧姆接触金锗镍/金极(6)、栅极肖特基接触金极(7)四周的绝缘层(2)上分别设有若干个热电偶,热电偶之间通过金属连线(10)串联,并留下两个热电偶电极作为塞贝克电压的输出极“+”极和“‑”极;所述热电偶由金属Au型热电臂(8)和砷化镓型热电臂(9)通过金属连线(10)串联而成。
【技术特征摘要】
1.一种面向物联网的砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件,其特征是:所述MESFET器件以半绝缘的GaAs为衬底(1),在衬底(1)上设有N型GaAs导电沟道层(12)、源区(3)、漏区(4)、源极欧姆接触金锗镍/金极(5)、漏极欧姆接触金锗镍/金极(6)、栅极肖特基接触金极(7);所述源极欧姆接触金锗镍/金极(5)、漏极欧姆接触金锗镍/金极(6)、栅极肖特基接触金极(7)的四周分别设有绝缘层(2);所述源极欧姆接触金锗镍/金极(5)、漏极欧姆接触金锗镍/金极(6)、栅极肖特基接触金极(7)四周的绝缘层(2)上分别设有若干个热电偶,热电偶之间通过金属连线(10)串联,并留下两个热电偶电极作为塞贝克电压的输出极“+”极和“-”极;所述热电偶由金属Au型热电臂(8)和砷化镓型热电臂(9)通过金属连线(10)串联而成。2...
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