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新型固态pH传感器的研究

📝 内容简介

GaN基HEMT器件是基于川I族氮化物半导体材料异质结构发展起来的第三代半导体器件。得益于I族氮化物的禁带宽度大，电子饱和速率高，电子迁移率大，化学稳定性好，在异质结构界面处具有较高的2DEG浓度等材料优势，GaN基HEMT器件在高温、高频、压电子器件以及传感器等领域具有广泛的应用空间。然而器件性能特别是高温工作性能退化仍是目前GaN基HEMT器件在高温等极端环境下应用亟待解决的关键问题；GaNHEMT器件在生物、环境等涉及pH值探测的应用亦有待开发。据此，本文针对lInN/GaNHEMT器件性能的热退化问题，提出添加背势垒层和自支撑GaN衬底的解决思路，并通过数值模拟的方法进行了验证优化。另通过模拟和实验研究了AlGaN/GaN和AlInN/GaNHEMT的pH值传感器性能并对感测区尺寸进行了优化，证明GaN基器件具有优异的pH值探测性能。