[發(fā)明專利]一種基于導(dǎo)電凝膠的GaN基HEMT傳感器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010547831.6
• 申請(qǐng)日: 2020-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111933706B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊紫琪;盧星;陳榮盛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L29/778
• 分類號(hào): H01L29/778;H01L21/335;H01L29/423;G01N27/414
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

1.一種基于導(dǎo)電凝膠的GaN基HEMT傳感器，其特征在于：包括由下而上依次設(shè)置的襯底、AlN成核層、AlGaN漸變層或AlN/GaN超晶格緩沖層、GaN:C高阻層、GaN溝道層、AlN隔離層、非摻雜Al_0.24Ga_0.76N勢(shì)壘層和帽層，還包括設(shè)置在帽層上的源極、柵極和漏極；所述柵極由導(dǎo)電凝膠制成；所述導(dǎo)電凝膠由單體、膠凝劑、電解質(zhì)、引發(fā)劑、交聯(lián)劑和溶劑制備而成，所述單體、膠凝劑的質(zhì)量比為(1.3～16)：1；所述單體為丙烯酰胺、乙烯胺、苯胺中的至少一種；所述膠凝劑為卡拉膠、明膠、海藻酸鹽中的至少一種；所述電解質(zhì)為NaCl、KCl、CaCl₂中至少一種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于導(dǎo)電凝膠的GaN基HEMT傳感器，其特征在于：所述襯底的材質(zhì)為Si、SiC、GaN、藍(lán)寶石或金剛石。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于導(dǎo)電凝膠的GaN基HEMT傳感器，其特征在于：所述AlN/GaN超晶格緩沖層中Al的梯度變化范圍為0～100％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的基于導(dǎo)電凝膠的GaN基HEMT傳感器，其特征在于：所述GaN:C高阻層中C的摻雜濃度為5×10¹⁷～1.2×10¹⁹cm^-3。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的基于導(dǎo)電凝膠的GaN基HEMT傳感器，其特征在于：所述帽層的材質(zhì)為GaN、AlN或Si₃N₄。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的基于導(dǎo)電凝膠的GaN基HEMT傳感器，其特征在于：

所述AlN成核層的厚度為0.1～0.3μm；

所述AlGaN漸變層的厚度為1～2μm；

所述AlN/GaN超晶格緩沖層的厚度為1～2μm；

所述GaN:C高阻層的厚度為0.1～5μm；

所述GaN溝道層的厚度為0.4～0.6μm；

所述AlN隔離層的厚度為1～2nm；

所述非摻雜Al_0.24Ga_0.76N勢(shì)壘層的厚度為20～30nm；

所述帽層的厚度為1～3nm。

7.權(quán)利要求1～6中任意一項(xiàng)所述的基于導(dǎo)電凝膠的GaN基HEMT傳感器的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)制備襯底，并對(duì)襯底進(jìn)行清洗；

2)通過(guò)化學(xué)氣相沉積技術(shù)在襯底上依次外延生長(zhǎng)AlN成核層、AlGaN漸變層或AlN/GaN超晶格緩沖層、GaN:C高阻層、GaN溝道層、AlN隔離層、非摻雜Al_0.24Ga_0.76N勢(shì)壘層和帽層；

3)通過(guò)光刻技術(shù)在帽層上制作源極和漏極圖形，并用電子束蒸鍍的方法制作電極；

4)將導(dǎo)電凝膠涂覆在帽層上的柵極區(qū)域，固化作為柵極，得到基于導(dǎo)電凝膠的GaN基HEMT傳感器。