英國斯旺西大學(xué)和塞爾維亞尼斯大學(xué)的研究人員聲稱他們首次制造出氮化鎵（GaN）磁性高電子遷移率晶體管（MagHEMT）。[S Faramehr et al, Semicond. Sci. Technol., vol33, p095015, 2018]

由圖一可以看出器件采用的是分流式漏極，這可以評(píng)估由于與磁場(chǎng)相互作用引起的電子路徑偏差。這些器件的相對(duì)靈敏度由漏極端子之間的電流差相對(duì)于特斯拉（T）中磁場(chǎng)上的總漏極電流給出。

圖一：GaN MagHEMT（分流電流傳感器）示意圖（顯示出相對(duì)靈敏度優(yōu)化后的幾何參數(shù)）

這種磁性傳感器廣泛應(yīng)用于工程系統(tǒng)中的控制，涵蓋航空，汽車和工業(yè)領(lǐng)域。

器件采用HEMT異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)制備，Al0.25Ga0.75N作為阻擋層，利用階梯漸變AlGaN從硅襯底過渡。器件的長度（L）和寬度（W）分別為35μm和20μm，源極（LS）和漏極（LD）的長度均為5.5μm，柵極長度（LG）為1.0μm，柵 - 源距離（LGS）為1μm，兩個(gè)漏極觸點(diǎn)（WD）的寬度各為7.5μm。同時(shí)該器件用10nm氮化硅鈍化。

當(dāng)柵極為0且漏極偏壓為0.5V時(shí)，靈敏度為11.98％/ T——這高于之前報(bào)道的硅雙漏極分流磁傳感器的值。

圖二：模擬相對(duì)靈敏度以及優(yōu)化的GaN Mag HEMT與模擬原始GaN Mag HEMT的電流差曲線

研究人員使用實(shí)驗(yàn)結(jié)果來校準(zhǔn)一系列旨在優(yōu)化性能的模擬。通過圖二可以看出在器件參數(shù)變化的情況下——L =65μm，W =20μm，LS =5.5μm，WS =5.0μm，WDD =5μm，LG =5.0μm，LGD =10μm，可以在0柵極電位和0.5V漏極偏壓下實(shí)現(xiàn)將靈敏度提高到23.29％/ T。

這其中最重要的一個(gè)變化就是器件長度的增加（65μm）和源寬度的降低（5.0μm）。降低的源極接觸會(huì)降低總電流，并增加對(duì)電流偏轉(zhuǎn)效應(yīng)的敏感度。而較長的長度也增加了源極到漏極的電阻，再次降低了總電流。模擬還表明在-4V柵極電位附近存在一個(gè)數(shù)量級(jí)靈敏度的增強(qiáng)。

研究人員進(jìn)一步在500K的溫度下進(jìn)行了模擬，結(jié)果表明在惡劣環(huán)境下，GaN磁傳感器也能夠進(jìn)行操作。但是，器件結(jié)構(gòu)的靈敏度會(huì)降低到4.91％/ T。