一种氮化镓基病毒自检自杀器件的制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种氮化镓基病毒自检自杀器件的制备方法，包括：在单晶衬底上生长GaN薄膜，在GaN薄膜上生长AlN缓冲层，以及在AlN缓冲层上生长AlGaN；制作阻挡层，在Cl2/BCl3气氛下，在器件表面的漏极进行刻蚀，去除光刻胶，并在器件表面沉积p

【技术实现步骤摘要】
一种氮化镓基病毒自检自杀器件的制备方法


[0001]本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种氮化镓基病毒自检自杀器件的制备方法。

技术介绍

[0002]AlGaN/GaN HEMTs具有高密度的二维电子气通道(2DEG)对表面电荷的变化非常敏感，显示出优越的生物传感特性。氮化镓基病毒检测器件具有灵敏度高、响应时间短、开关速度快、体积小可便携等优点。
[0003]另外，氮化镓材料制备的紫外LED表现出优异的照明效率、低功耗、寿命长、抗震、耐冲击等优点。对该器件栅极进行功能化处理同时对HEMT结构进行修改，可实现高效病毒检测及病毒的灭杀，可应用于环境病毒监测、病毒快速检测并同时消毒等。
[0004]然而，现有病毒检测等待时间长，氮化镓器件不能同时兼具检测与杀毒功能，芯片尺寸大，器件生产过程生产工艺复杂，对器件性能会带来较大影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种氮化镓基病毒自检自杀器件的制备方法，包括：
[0006]在单晶衬底上生长GaN薄膜，在GaN薄膜上生长AlN缓冲层，以及在AlN缓冲层上生长ALGaN；
[0007]制作阻挡层，在Cl2/BCl3气氛下，在器件表面的漏极进行刻蚀，去除光刻胶，并在器件表面沉积p
‑
GaN使沉积p
‑
GaN得厚度与在漏极刻蚀的凹槽的深度相同，制作阻挡层，将除漏极外多余的p
‑
GaN刻蚀掉，对p
‑
GaN进行激活；
[0008]在p
>‑
GaN表面使用光刻工艺使漏极暴露，并在漏极的另一侧作为源极，在漏极和源极上蒸镀金属膜，退火，形成电极欧姆接触，在漏极和源极的中间蒸镀金属膜，并在金属膜上用互补DNA序列固定病毒探针形成栅极。
[0009]进一步地，单晶衬底为氮化镓衬底、蓝宝石衬底、SiC衬底或Si衬底。
[0010]进一步地，病毒探针为新冠病毒探针、猴痘病毒探针、流感病毒探针、肠道病毒探针、HPV病毒探针或诺如病毒探针。
[0011]进一步地，栅极的金属膜为金膜、石墨烯或石墨炔，厚度为3
‑
10nm。
[0012]进一步地，p
‑
GaN为Mg、Be或Ca掺杂，掺杂浓度为1
‑
90*10
18
cm
‑3，深度200
‑
400nm。
[0013]进一步地，AlN缓冲层的厚度为0.5
‑
1.5nm。
[0014]进一步地，AlGaN的厚度为15
‑
30nm。
[0015]进一步地，氮化镓薄膜为非掺或掺Si氮化镓，厚度为1
‑
2μm。
[0016]进一步地，单晶衬底的厚度为800～1000μm。
[0017]进一步地，在漏极或源极上蒸镀的金属为金属膜Ti/Al/Ni/Au或Ti/Al。
[0018]本专利技术实施例提出了一种氮化镓基病毒自检自杀器件的制备方法，典型特点是形成了集成紫外发光—病毒检测的功能化器件，其优势是：(1)氮化镓的高禁带宽度、极强抗
辐射能力等优点，可以更好地适应不同的应用场景；(2)集成氮化镓LED
‑
HEMT的优点，结构更简单，进一步减小了芯片尺寸，也简化了制作工艺；(3)氮化镓HEMT结构用于病毒检测，其响应速度快，测试等待时间极小，同时功能化栅极对病毒具有特异性检测效果。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1和图2为本专利技术的实施例提供的一种氮化镓基病毒自检自杀器件的制备方法的流程示意图；
[0021]图3为本专利技术的实施例提供的氮化镓基病毒自检自杀器件的结构示意图。
具体实施方式
[0022]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0023]本专利技术实施例提供一种氮化镓基病毒自检自杀器件的制备方法，包括：
[0024]步骤一、在单晶衬底上生长GaN薄膜，在GaN薄膜上生长AlN缓冲层，以及在AlN缓冲层上生长AlGaN；
[0025]具体地，单晶衬底为氮化镓衬底、蓝宝石衬底、SiC衬底或Si衬底，优选为氮化镓单晶衬底。单晶衬底的厚度为800～1000μm。AlN缓冲层的厚度为0.5
‑
1.5nm，优选为1nm。AlGaN的厚度为15
‑
30nm，优选为21nm。氮化镓薄膜为非掺或掺Si氮化镓，厚度为1
‑
2μm，优选为1.5μm。
[0026]步骤二、制作阻挡层，在Cl2/BCl3气氛下，在器件表面的漏极进行刻蚀，去除光刻胶，并在器件表面沉积p
‑
GaN使沉积p
‑
GaN得厚度与在漏极刻蚀的凹槽的深度相同，制作阻挡层，将除漏极外多余的p
‑
GaN刻蚀掉，对p
‑
GaN进行激活；
[0027]具体地，p
‑
GaN为Mg、Be或Ca掺杂，掺杂浓度为1
‑
9*10
18
cm
‑3，深度200
‑
400nm，优选为300nm。
[0028]步骤三、在p
‑
GaN表面使用光刻工艺使漏极暴露，并在漏极的另一侧作为源极，在漏极和源极上蒸镀金属膜，退火，形成电极欧姆接触，在漏极和源极的中间蒸镀金属膜，并在金属膜上用互补DNA序列固定病毒探针形成栅极。
[0029]具体地，栅极的金属膜为金膜、石墨炔或石墨烯，厚度为3
‑
10nm，优选为5nm。病毒探针为新冠病毒探针会猴痘病毒探针、流感病毒探针、肠道病毒探针、HPV病毒探针或诺如病毒探针。在漏极或源极上蒸镀的金属为金属膜Ti/Al/Ni/Au或Ti/Al。
[0030]本专利技术实施例提出了一种氮化镓基病毒自检自杀器件的制备方法，典型特点是形成了集成紫外发光—病毒检测的功能化器件，其优势是：(1)氮化镓的高禁带宽度、极强抗辐射能力等优点，可以更好地适应不同的应用场景；(2)集成氮化镓LED
‑
HEMT的优点，结构更简单，进一步减小了芯片尺寸，也简化了制作工艺；(3)氮化镓HEMT结构用于病毒检测，其响应速度快，测试等待时间极小，同时功能化栅极对病毒具有特异性检测效果。
[0031]本专利技术的一个实施例，如图1和图2所示：
[0032](1)通过有机化学气相沉积(MOCVD)，在氮化镓(GaN)单晶衬底上生长1.6μm的GaN薄膜，在GaN薄膜上生长1nm的AlN缓冲层，以及在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓基病毒自检自杀器件的制备方法，其特征在于，包括：在单晶衬底上生长GaN薄膜，在GaN薄膜上生长AlN缓冲层，以及在AlN缓冲层上生长AlGaN；制作阻挡层，在Cl2/BCl3气氛下，在器件表面的漏极进行刻蚀，去除光刻胶，并在器件表面沉积p
‑
GaN使沉积p
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GaN得厚度与在漏极刻蚀的凹槽的深度相同，制作阻挡层，将除漏极外多余的p
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GaN刻蚀掉，对p
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GaN进行激活；在p
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GaN表面使用光刻工艺使漏极暴露，并在漏极的另一侧作为源极，在漏极和源极上蒸镀金属膜，退火，形成电极欧姆接触，在漏极和源极的中间蒸镀金属膜，并在金属膜上用互补DNA序列固定病毒探针形成栅极。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，单晶衬底为氮化镓衬底、蓝宝石衬底、SiC衬底或Si衬底。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，病毒探针为新冠病毒探针、猴痘病毒探针、流感病毒探针、肠道病毒探针、HPV病毒探针或诺如病毒探针。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新科，黄烨莹，钟泽，黄双武，贺威，王新中，张晗，朱德亮，黎晓华，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：