GaNベースのHEMTセンサーは、AIGaN / GaNヘテロ接合における2-D電子ガス（2DEG）の表面状態制御に基づく新しいタイプのセンサーです。GANベースのHEMT構造では、ヘテロ接合のAIGaN / GaN界面に2DEG表面チャネルが形成されます。ポテンシャル井戸内の2DEGはゲート電圧によって制御され、2DEG層は表面に非常に近く、表面の状態に非常に敏感です。AIGaN / GaNヘテロ結合は、イオン、極性液体、水素、および生物学的物質に対して非常に敏感であり[1]、それ以来、研究者はGANベースのHEMTに基づく一連のセンサーの研究を開始しました。現在、比較的成熟した研究には、主にガスセンサーとバイオセンサーが含まれます[2]。
Suら[3]は、図1の左図に示すように、動作温度のみを調整するだけで水素（H2）とアンモニア（ammonia）のデュアルガス検出を実証したPt NPs / AlGaN / GaN高電子移動度トランジスタ（HEMT）デバイスを開発しました。これは、マルチガス検出や電子鼻などのアプリケーションに適しています。MOCVDによって20×20 mmのSi（111）基板上に形成されたGANベースのHEMTガスセンサーは、最初のAlGaN / GaN / AlGaNを含む規則的な層構造を持つAlGaN / GaN HEMTを使用します。製造プロセス中、オーミック接触Ti / Al / Ti / Au多層膜は、マグネトロンスパッタリング装置によって堆積されました。 金属多層膜とAlGaNの間にオーミック接触を形成するために、赤外線アニール炉RTP（IRLA-1200、JouleYacht、中国）を使用して、窒素中で650℃で60秒間の急速アニールを実行しました。図1右の画像は、HEMTデバイスの構造、センサーアレイの光学画像、HEMTデバイスの走査型電子顕微鏡（SEM）画像、および単一デバイスの拡大SEM画像を示しています。