一种氮化镓基病毒自检自杀器件的制备方法

本发明属于半导体，尤其涉及一种氮化镓基病毒自检自杀器件的制备方法。

背景技术：

1、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。

2、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。

3、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

1、本发明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：

2、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；

3、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；

4、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。

5、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。

6、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。

7、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。

8、进一步地，p-gan为mg、be或ca掺杂，掺杂浓度为1-90*1018cm-3，深度200-400nm。

9、进一步地，aln缓冲层的厚度为0.5-1.5nm。

10、进一步地，algan的厚度为15-30nm。

11、进一步地，氮化镓薄膜为非掺或掺si氮化镓，厚度为1-2μm。

12、进一步地，单晶衬底的厚度为800～1000μm。

13、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。

14、本发明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。

技术特征：

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：

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。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，栅极的金属膜为金膜、石墨烯或石墨炔，厚度为3-10nm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，p-gan为mg、be或ca掺杂，掺杂浓度为1-90*1018cm-3，深度200-400nm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，aln缓冲层的厚度为0.5-1.5nm。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，algan的厚度为15-30nm。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氮化镓薄膜为非掺或掺si氮化镓，厚度为1-2μm。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，单晶衬底的厚度为800～1000μm。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在漏极或源极上蒸镀的金属为金属膜ti/al/ni/au,或ti/al。

技术总结
本发明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Cl<subgt;2</subgt;/BCl<subgt;3</subgt;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；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。通过以上方法制备的器件集成了氮化镓器件的LED‑HEMT双结构，实现病毒检测集消杀双功能，可以有效减小芯片尺寸，简化工艺流程，较好适应不同环境下的应用需求。

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
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12