场效应晶体管（Field Effect Transistor,FET）是一种利用输入回路的电场效应控制输出回路电流的一种半导体器件。近年来,基于FET型生化传感器由于其无标记,易于小型化,制备工艺简单,操作简单,灵敏度高等优点,受到了人们极大关注,被广泛应用于环境监测,疾病检测,国防安全,食品安全等领域。而AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（high electron mobility transistors,HEMT）生物传感器作为FET中的一个重要分支,其相较于传统的硅基FET,具有较好的物理和化学稳定性,灵敏度高,生物相容性好,在生化传感器领域具备光明的应用前景。本文将对AlGaN/GaN HEMT传感器的应用和改进进行研究,主要内容包括以下两个方面:第一部分:以硅作为器件的衬底,外延生长AlGaN/GaN异质结材料,通过刻蚀,电子束蒸发,磁控溅射等工艺制作“延伸栅”式AlGaN/GaN HEMT传感器芯片。对器件栅极进行巯基乙胺和水杨醛功能化处理,在器件栅极表面形成对铜离子具有特异性的席夫碱化学基团,制备成铜离子传感器。当经过席夫碱功能化的器件接触到溶液中的铜离子时两者进行反应,导致器件栅极表面的极性发生变化,通过检测器件源漏电流变化就可以实现铜离子检测。在实验中铜离子传感器成功检测到1 fM到1μM范围的铜离子,灵敏度为1.23μA/log[Cu²⁺],响应时间短（<15s）,对溶液中常见阴、阳离子具有较好的特异性,传感器的线性度较好（R²=0.994）。第二部分:目前的“延伸栅”式AlGaN/GaN HEMT传感器是将器件栅极区从芯片区域延伸出去,芯片区域被完全封装,只在延伸栅区域进行化学修饰和液体检测,从而使器件的稳定性得以提高。但是,在使用过程中延伸栅极的重复修饰使用会使得器件的可靠性下降,检测成本较高,传感器芯片使用寿命缩短。针对上述问题,本文在传统“延伸栅”结构的基础上做了进一步改进,设计了一种分离式栅极结构的AlGaN/GaN HEMT传感器,为了方便区别,这种改进型“延伸栅”结构器件叫做“可抛式”结构。其相较于传统的“延伸栅”结构的主要优点在于将器件与传感器芯片区域完全分离,两者通过引线连接,这样每次使用后只需要更换传感器栅极,而芯片区域则可以重复使用,这样在提高器件的稳定性和可靠性的同时,也使芯片的使用寿命延长,降低了检测成本。“可抛式”结构传感器芯片与“延伸栅”式传感器芯片的工艺过程大致相同,“可抛式”仅需要在额外的硅衬底上溅射一层Ti/Au材料制作栅极,然后引线连接即完成“可抛式”结构器件的制备。本文使用“可抛式”结构完成了对前列腺特异性抗原（PSA）的检测。实验中对PSA的检测范围为100 fM至1μM,灵敏度|（?）I/I₀|=0.0195×lg(C_PSA)+0.0053,线性相关系数R²=0.997;对比了金栅结构和可抛式结构AlGaN/GaN HEMT传感器在光照和机械扰动下的抗干扰能力,实验结果表明可抛式结构具有较好的抗干扰能力,这降低了实际应用中对传感器芯片的封装要求。