[发明专利]一种GaN基光化学离子传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种GaN基光化学离子传感器的制备方法，其特征在于：包括

1)Si衬底上依次生长n型GaN缓冲层和n型GaN层；

2)n型GaN层上生长本征掺杂GaN层；

3)本征掺杂GaN层上生长p型GaN层；

4)选择性刻蚀外延层材料形成刻蚀台面，在刻蚀台面外侧及侧壁上沉积Al₂O₃层；

5)在Al₂O₃层外侧淀积暴露在待测环境中的探测区域，用于将金属离子浓度转换为电信号，所述探测区域为TiO₂层；

6)选择性刻蚀所述探测区域，暴露出p型GaN层；

7)利用光刻、金属蒸镀技术，淀积上金属电极和下金属电极；

n型GaN缓冲层厚度为0.5μm～4μm，掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3～5×10¹⁸cm^-3，掺杂元素为硅；所述n型GaN层厚度为0.1μm～0.5μm，掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3～5×10¹⁸cm^-3，掺杂元素为硅；所述本征掺杂GaN层的厚度为0.5μm～2.5μm；p型GaN层厚度为0.1μm～0.5μm，掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3～2.5×10¹⁸cm^-3，掺杂元素为镁；Al₂O₃层厚度为20nm～200nm，TiO₂层厚度为20nm～300nm。

2.一种由权利要求1所述的方法制备的GaN基光化学离子传感器，其特征在于：所述GaN基光化学离子传感器包括：至少一个外延层结构，上金属电极，下金属电极；所述外延层结构从下至上包括：衬底，n型GaN缓冲层，n型GaN层，本征掺杂GaN层，p型GaN层，所述n型GaN缓冲层上方的刻蚀台面，Al₂O₃层沉积在刻蚀台面外侧及侧壁；探测区域沉积在Al₂O₃层外侧，用于将金属离子浓度转换为电信号，所述探测区域为TiO₂层。

3.如权利要求2所述的一种GaN基光化学离子传感器，其特征在于：所述GaN基光化学离子传感器包括至少两个外延层结构且呈现插齿型排布。

4.如权利要求3所述的一种GaN基光化学离子传感器，其特征在于：所述上金属电极与p型GaN层接触。