1.一种双栅结构gan基ph传感器的制备方法,其特征在于,利用薄势垒层(4)结构,实现高的跨导;结合背栅电极与沟道的电容耦合作用,获得突破能斯托极限的探测感度;具体包括以下步骤:
s1.在n型gan衬底(1)上生长高阻绝缘的gan过渡层(2)作为背栅的介质层(6);
s2.在高阻绝缘的gan过渡层(2)上生长gan沟道层(3);
s3.在沟道层(3)表面生长algan薄势垒层(4);
s4.沉积欧姆接触电极(5);
s5.生长介质层(6)掩盖电极及接入区只露出顶栅极探测区域。
2.根据权利要求1所述的双栅结构gan基ph传感器的制备方法,其特征在于,所述的步骤s1至s3中生长的高阻绝缘的gan过渡层(2)及薄势垒厚度较小的algan/gan异质结材料。
3.根据权利要求1所述的双栅结构gan基ph传感器的制备方法,其特征在于,通过在所述的s5步骤中沉积氮化硅以同时保护金属电极并提升接入区沟道性能。
4.根据权利要求1所述的双栅结构gan基ph传感器的制备方法,其特征在于,所述的衬底(1)为氨热法、hvpe或者mocvd生长的gan自支撑衬底(1)中的任一种;所述的高阻绝缘过渡层(2)为aln、algan、gan的任一种或组合;厚度为10nm~10μm;所述的介质层(6)为氮化硅,厚度为0-500nm。
5.根据权利要求1所述的双栅结构gan基ph传感器的制备方法,其特征在于,所述的gan沟道层(3)为非故意掺杂的gan外延层或掺杂的高阻gan外延层,所述掺杂高阻层的掺杂元素为碳或铁;gan外延层厚度为100nm~20μm。
6.根据权利要求1所述的双栅结构gan基ph传感器的制备方法,其特征在于,所述的algan薄势垒层(4)为低铝组分algan,algan层厚度为0-20nm,且铝组分浓度在0-15%之间。
7.根据权利要求6所述的双栅结构gan基ph传感器的制备方法,其特征在于,所述的algan薄势垒层(4)材料还可以为alinn、ingan、alingan、aln中的一种或任意几种的组合。
8.根据权利要求1至6任一项所述的双栅结构gan基ph传感器的制备方法,其特征在于,所述的欧姆接触电极(5)材料为ti/al/ni/au合金、ti/al/ti/au合金、ti/al/mo/au合金或ti/al/ti/tin合金,电极加厚金属材料为ni/au合金、in/au合金或者pd/au合金。
9.根据权利要求8所述的双栅结构gan基ph传感器的制备方法,其特征在于,所述的algan薄势垒层(4)中,与gan层之间还可以插入一aln薄层,厚度为1-10nm。
10.根据权利要求8所述的双栅结构gan基ph传感器的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中的高阻绝缘过渡层(2)、步骤s2中的gan沟道、步骤s3中的algan薄势垒层(4)的生长方法为金属有机化学气相沉积法、分子束外延法;所述步骤s5中介质层(6)的生长方法为等离子体增强化学气相沉积法、原子层沉积法、物理气相沉积法或磁控溅射法。