GaAs基高电子迁移率晶体管(HEMT)生物传感器 *S
由于GaAs和AlGaAs具有几乎相同的晶格常数,可以灵活地设计这些异质结构的带隙,以提供二维电子气基器件,这也可能对生物传感具有潜在的兴趣。光约束AlGaAs/GaAs异质结结构在近红外窗口表现出强PL,其中生物材料具有最小吸收(700–1300 nm)。这使得在近红外区域发射的GaAs/AlGaAs和其他半导体微结构对开发用于监测体内生物过程的光子纳米生物传感器具有潜在的吸引力。可提供GaAs HEMT外延片用于制备生物传感器,具体结构如下:
1. GaAs基HEMT生物传感器外延结构
外延层 | 厚度 |
GaAs Cap | 30nm |
AlGaAs barrier layer | 25nm |
δ-doping Si | |
AlGaAs spacer layer | 4nm |
InGaAs channel layer | 15nm |
GaAs buffer | 300nm |
Semi-insulating GaAs substrate |
2. 关于HEMT生物传感器
场效应晶体管(FET)生物传感器显示出许多优点,如高灵敏度、快速响应时间和无标记检测。FET生物传感器的研究正是由于这些优势而在世界范围内得到了大力加强。此外,FET的制造工艺与微电子技术兼容,这增加了小型化和大规模生产的可能性。FET生物传感器可以实现低成本的大规模生产,具有巨大的医疗价值和市场繁荣。特别是,HEMT生物传感器吸引了很多关注。HEMT生物传感器在实现无标记、实时、直接检测方面具有巨大潜力。由于其二维电子气 (2DEG) 的独特特性,HEMT 生物传感器能够通过引入任何生物分子来放大与电位变化相关的电流变化,从而使其对表面电荷高度敏感。
基于 HEMT 的传感器提供的定量电检测似乎是实时和高灵敏度传感器最有前途的解决方案。因此,HEMT 已被广泛研究以检测各种离子和生物分子。HEMT 生物传感器的结构与 FET 生物传感器类似,基本上具有三个端子;源极、漏极和栅极。源极端子和漏极端子通过 HEMT 传感区域(通道)下方的高密度二维电子气 (2DEG) 桥接。2DEG 负责 HEMT 传感器的导电性,其特点是电子片载流子浓度高,可以通过栅极电压进行调制。与AlGaN/GaN相比,AlGaAs/GaAs作为第二代半导体具有更成熟的制造技术。
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