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氢气作为一种环境友好能源,在汽车、军事、化工等多方面领域有着广泛的应用,但氢气的易燃易爆性阻碍了其应用推广,因此需要研发一款高性能的氢气传感器来检测氢气的储存运输以及使用。AlGaN/GaN HEMT氢气传感器具有响应快、灵敏度高、体积小、易集成且能在室温下工作等优势,成为新型传感器领域的研究热点。在AlGaN/GaN HEMT氢气传感器的实际应用中会面临各种各样的环境,因此研究环境因素对传感器响应特性的影响显得尤为重要。本论文基于MEMS工艺制备了 AlGaN/GaN HEMT氢气传感器,自主搭建了气体传感器性能测试平台,系统的研究了环境因素(不同氢气浓度、工作电压、温度、压强等)对AlGaN/GaN HEMT氢气传感器响应特性的影响,为AlGaN/GaN HEMT氢气传感器应用于复杂多变的环境提供了一定的参考价值。主要研究结果如下:(1)通过光刻、镀膜、金属剥离、源区隔离、退火等一系列微纳加工工艺,在AlGaN/GaN外延片上制作了栅极为金属Pt的AlGaN/GaN HEMT氢气传感器,传感器大小为1×1 mm2,栅极Pt厚度为10 nm,栅长10 μm。(2)研究了 AlGaN/GaN HEMT氢气传感器在不同氢气浓度下(25-900 ppm)的响应特性,结果表明:氢气浓度为25ppm时,传感器氢气响应的灵敏度为65.9%,响应时间为15 s,随着氢气浓度从25 ppm增加到900 ppm后,传感器氢气响应灵敏度增加了 14%,且传感器响应灵敏度与氢气浓度的对数呈线性关系。(3)研究了不同工作电压对AlGaN/GaN HEMT氢气传感器响应特性的影响,结果表明:随着外加栅压(-2.5 V至0.5 V)的增大,传感器对氢气响应的灵敏度减小,最大灵敏度在阈值电压VG=-2.5 V处取得;传感器源漏电压在膝电压处对氢气响应的灵敏度最大。(4)研究了不同温度(25℃至150℃)对AlGaN/GaN HEMT氢气传感器响应特性的影响,结果表明:随着温度从25℃升高至150℃,传感器对氢气响应的灵敏度降低,在室温时其响应最佳,表明该传感器适用于室温检测。(5)此外,本文还研究了其它气体(甲烷、氧气)和氢气分压对AlGaN/GaN HEMT氢气传感器响应特性的影响。结果表明:传感器在室温下对甲烷气体的响应灵敏度较小,对氢气的选择性较好;氧气能有效提高传感器恢复特性;随着氢气分压的降低传感器在不同氢气浓度下的灵敏度呈减小的趋势。本工作研究的AlGaN/GaN HEMT氢气传感器具有优异的响应特性,适用于室温氢气检测,具有极高的应用潜力。