技术摘要：
本发明公开了一种基于钛酸锶/铝酸镧异质结的pH传感器，其结构包括：钛酸锶/铝酸镧异质结，以及蒸镀在LaAlO3层上的两块接触电极，接触电极下方的LaAlO3层被刻蚀掉，使得接触电极能直接接触到二维电子气，在两个接触电极之间留有感测区，感测区和接触电极之外的区域覆盖  全部
背景技术：
目前商用pH值传感器大多采用玻璃材料，强度低、稳定性差且难以小型化和集成 化。研发基于二维电子气的固态半导体pH值传感器有望克服以上难点，处于当前相关领域 的研究前沿。近年新发现的铝酸镧/钛酸锶(LaAlO3/SrTiO3)异质结二维电子气具有与GaN/ AlGaN等半导体异质结相比拟的高迁移率和电场可控能力，且具有更高的化学稳定性和制 备工艺简捷及无毒等优势，在电子器件应用方面的潜力巨大。LaAlO3/SrTiO3界面二维电子 气对门控电场的强敏感性为其实现pH值探测提供了理论基础。本发明设计了基于LaAlO3/ SrTiO3界面二维电子气的pH值传感器原型器件，有助于拓展氧化物异质结的应用领域，开 发出经济方便、可集成度高、生物兼容性好的新型pH值传感器。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于钛酸锶/铝酸镧异质结的pH传感器，首次将氧化 物异质结传感器应用于溶液pH值检测。 本发明的目的通过以下技术方案实现： 一种基于钛酸锶/铝酸镧异质结的pH传感器，其结构包括： 一SrTiO3衬底层； 一生长在SrTiO3衬底层上的LaAlO3薄膜层，所述LaAlO3薄膜层与SrTiO3衬底层之 间形成二维电子气； 两块接触电极，所述接触电极位于LaAlO3层的两端； 其特征在于：接触电极下方的LaAlO3层被刻蚀掉，使得接触电极能直接接触到二 维电子气，在两个接触电极之间留有感测区，感测区和接触电极之外的区域覆盖有保护层。 优选的，所述LaAlO3层为5～10个晶胞的厚度。 优选的，所述保护层为SiN、SiO2或Al2O3。 优选的，所述接触电极为Ti/Au。 本发明还公开了上述的基于钛酸锶/铝酸镧异质结的pH传感器的制备方法，其步 骤包括： (1)化学腐蚀法(BOE溶液快速腐蚀)处理(111)-SrTiO3，形成表面原子级平整的 SrTiO3衬底； (2)在SrTiO3衬底上外延生长表面原子级平整的LaAlO3薄膜层，厚度为5～10个原 子厚度； (3)对步骤(2)制得的外延片进行清洁，并在表面沉积SiN层； (4)匀胶，曝光，显影，在外延片上形成电极图案； (5)在带电极图案的外延片上应用RIE技术刻蚀掉电极区的SiN层和LaAlO3层； 3 CN 111579609 A 说　明　书 2/3 页 (6)然后依次蒸镀Ti和Au，再进行金属剥离形成最后的接触电极； (7)在外延片表面再次沉积SiN层； (8)匀胶，曝光，显影，在外延片上形成感测区的图案； (9)在外延片上应用RIE技术刻蚀掉感测区和接触电极上的SiN层，使感测区的 LaAlO3层和接触电极裸漏在外。 优选的，所述步骤(3)清洁是指依次将外延片置于酒精，乙醇和去离子水中超声处 理。 本发明首次将氧化物异质结器件应用于溶液的pH值检测，器件采用无栅极单感测 区设计，测试结果表明，器件对溶液pH值表现出良好的感测性能，且制备工艺简单，体积小， 将在多领域具有广泛应用。 附图说明 图1是基于钛酸锶/铝酸镧异质结的pH传感器器件的剖面图。 图2是基于钛酸锶/铝酸镧异质结的pH传感器器件的俯视图。 图3是本发明的pH传感器器件实物显微镜图片，图中电极上的黑色部分为测试时 用的探针。 图4是pH传感器器件在不同pH值下的电流电压(I-V)特性曲线。 图5是pH传感器器件在同一pH值电流与时间的特性。