[發明專利]無柵AlGaN/GaN場效應晶體管傳感器及其制備方法在審

申請號：	201510780903.0	申請日：	2015-11-13
公開（公告）號：	CN105301080A	公開（公告）日：	2016-02-03
發明（設計）人：	陳敦軍;賈秀玲;張榮;鄭有炓	申請（專利權）人：	南京大學
主分類號：	G01N27/414	分類號：	G01N27/414
代理公司：	北京市京大律師事務所 11321	代理人：	王凝;金鳳
地址：	210093 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	algan gan 場效應晶體管傳感器及其制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明專利涉及環境檢測領域，具體涉及一種具有離子識別與濃度檢測的無柵AlGaN/GaN場效應晶體管傳感器及其制備方法。

背景技術

分子印跡是近年來出現的制備對模板分子具有識別功能聚合物的新技術，它是分子印跡技術的分支，由于分子印跡聚合物(molecularlyimprintedpolymer,MIP)具有高選擇性，在色譜分離、固相萃取、生物傳感器、選擇性催化等領域顯示了優越性，因而已成為研究的熱點之一。水環境污染問題越來越受到人們的關注，有效的檢測水環境污染物已成為與人們日常生活息息相關的重要問題之一，然而由于水體情況的復雜性，對于是否存在污染物的檢測仍存在一定困難，實現污染物的識別更加顯得困難重重。

針對上述情況，利用AlGaN/GaN場效應晶體管的高電子遷移率特性，結合分子印跡的選擇吸附特性，本發明提出了一種新型的無柵AlGaN/GaN場效應晶體管傳感器，用于檢測水中的有害陰離子，基本原理是通過對AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管(HEMT)器件進行基于分子印跡技術的特定的表面功能化改性，改性后的器件表面就會對特定的有害陰離子進行選擇性吸附，這種吸附將改變器件表面的電荷數量，引起表面電勢的變化，進而引起異質結溝道內二維電子氣濃度的變化，器件的輸出電流隨之發生變化，即實現傳感的功能，不同的功能化改性可實現不同物質的識別與濃度檢測。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有離子識別與濃度檢測的無柵AlGaN/GaN場效應晶體管傳感器及其制備方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：一種無柵AlGaN/GaN場效應晶體管傳感器，其結構從下至上依次為：襯底、AlN成核層、GaN緩沖層、AlGaN層；

還包括源端電極、與源端電極相連的源端電極PAD，漏端電極、與漏端電極相連的漏端電極PAD，所述源端電極、源端電極PAD、漏端電極與漏端電極PAD分別沉積在AlGaN層上，還包括鈍化層，所述鈍化層覆蓋整個源端電極、源端電極PAD與漏端電極、漏端電極PAD，在覆蓋源端電極PAD與漏端電極PAD的鈍化層上刻蝕出窗口，深度至PAD顯露；

還包括離子印跡聚合物層，所述離子印跡聚合物層位于AlGaN層上，源端電極鈍化層與漏端電極鈍化層之間的區域，所述離子印跡聚合物層含有印跡孔穴。

優選的，所述離子印跡聚合物層采用離子印跡技術制備，其厚度為1-4個分子層之間。

優選的，所述離子印跡聚合物層的印跡孔穴只能被特定的離子填充，具有單一離子識別功能。

優選的，所述襯底為SiC或藍寶石。

優選的，所述AlN成核層厚度在1-3nm之間，GaN緩沖層厚度在1-3um之間，AlGaN層的Al組分在0.2-0.3之間，厚度在15-25nm之間。

優選的，所述鈍化層為Si₃N₄或SiO₂。

優選的，所述離子印跡聚合物層的結構為

其中印跡孔穴的尺寸大小、形狀、還有化學鍵與PO₄^3-離子相匹配。

優選的，所述離子印跡聚合物層的結構為

其中印跡孔穴的尺寸大小、形狀、還有化學鍵與Cl₃CCOO^-離子相匹配。

優選的，所述離子印跡聚合物層的結構為

其中印跡孔穴的尺寸大小、形狀、還有化學鍵與Cr₂O₄^2-離子相匹配。