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随着科技的不断发展,宽禁带半导体器件目前已成为半导体行业的研究热点。GaN材料以其独特的极化效应、优异的热电性质和稳定的物理化学性质等优点,成为当前最为热门的宽禁带半导体器件材料,以AlGaN/GaN异质结构形成的HFET器件更是在高频、高温等各种应用领域有突出的表现。在生物传感器方面,由于GaN基材料良好的生物兼容性和稳定的化学特性,使其在生物传感器方面得到广泛的应用。同时由于生物检测的特殊性及生物反应的特殊性,如何更好的提高生物检测的灵敏度一直是研究的热点。针对此问题,本文进行了一种对栅表面进行处理的工艺,通过对比处理前后器件饱和电流、跨导等参数的变化来确定提高器件检测灵敏度的有效方法。实验是先用M4L等离子干法去胶机在200W功率下处理90s,之后使用HC1(1：10)水溶液清洗90s去除氧化层。然后将其中一组样品用O2plasma在200W功率条件下氧化5min,以形成一层栅介质层,之后再进行栅金属Au的淀积。实验后得知经过了5min O2plasma处理后的样品B在Vgs=2V, Vds=10V的条件下,器件漏源饱和电流约为72.45mA/mm,而未经过02plasma处理过的样品A在Vgs=2V, Vds=10V时的饱和电流约为68mA/mm.可见经O2plasma处理后器件饱和电流明显增加,器件输出性能提高。但器件的跨导却发生了下降,未经过02plasma处理器件的跨导为10.25mS/mm,而经过处理后器件跨导下降至9.485mS/mm,因此等离子氧化处理虽提高了器件的饱和电流,但却牺牲了器件的最大跨导,后期工艺依然需要继续改善。在GaN基集成电路方面,则由于AlGaN/GaN材料在非掺杂情况下就有很高的2DEG浓度,因此常规AlGaN/GaN器件均为耗尽型器件,这严重影响了GaN基集成电路的研究和应用,因此对增强型AlGaN/GaN器件的研究意义重大。当前增强型AlGaN/GaN HFET器件的制备方法-般有以下几种：凹槽栅结构、F离子注入、薄AlGaN势垒层结构、p-type栅结构、使用non-polar a-plane沟道结构等,其中使用并研究最多的是凹槽栅结构。但由于GaN基材料稳定的化学、物理特性,传统凹槽栅刻蚀工艺几乎都是干法刻蚀。针对这种工艺现状,本文利用了一种新型的湿法腐蚀工艺,即先将器件在650℃的环境下,进行45min的热退火,然后用70℃的KOH溶液进行处理,通过此种湿法腐蚀工艺,我们最终得到了约19nm的凹槽,完成了凹槽工艺。之后我们进行A1203栅介质制备工艺,在完成所有工艺后,测得的器件闽值电压由常规器件的-3.28V移至+0.42V,正向移动3.70V,符合了增强型器件的要求。测得增强型器件的最大跨导为15.6mS/mm,在Vgs=5V、Vds=10V时,器件的输出电流为51.6mA/mm.随后我们又根据该实验所得数据通过ADS软件进行了GaN基E/D反相器的仿真研究,通过优化耗尽型AlGaN/GaN器件的尺寸,可以仿真得到性能非常优秀的反相器,之后又利用该反相器构建了一种简单环形振荡器并进行了仿真,再结合实验所得的增强型器件输出、转移曲线和栅表面电容等数据,仿真结果表明要形成约100MHz的GaN基环形振荡至少需要9级环振结构,这些仿真数据为以后研制GaN基集成电路提供了理论依据。