[发明专利]电磁波检测器以及电磁波检测器集合体

说明书

电磁波检测器具备：半导体层(4)，形成有台阶部(40)，且对于检测波长具有灵敏度；绝缘膜(3)，配置于台阶部(40)上，且设置有使台阶部(40)的一部分露出的开口部(3a)；二维材料层(1)，配置于绝缘膜(3)以及开口部(3a)上，且具有在开口部(3a)与半导体层(4)电连接的连接区域(1c)；第1电极部(2a)，配置于绝缘膜(3)上，与二维材料层(1)电连接；以及第2电极部(2b)，配置于半导体层(4)上，经由二维材料层(1)的连接区域(1c)而与第1电极部(2a)电连接。

技术领域

本公开涉及电磁波检测器以及电磁波检测器集合体。

背景技术

以往，作为下一代的电磁波检测器所使用的电磁波检测层的材料，已知有作为二维材料层的一个例子的迁移率极高的石墨烯。石墨烯的吸收率低到2.3％。因此，提出了使用了石墨烯的电磁波检测器中的高灵敏度化手法。例如，在美国专利申请公开第2015/0243826号说明书中，提出了如下所述的构造的检测器。即，在美国专利申请公开第2015/0243826号说明书中，在n型半导体层上设置有两个以上的电介质层。在两个电介质层上以及位于该两个电介质层之间的n型半导体层的表面部分上形成有石墨烯层。与石墨烯层的两端连接的源极及漏极电极配置于电介质层上。栅极电极与n型半导体层连接。

在上述检测器中，经由源极及漏极电极对作为沟道的石墨烯层施加电压。其结果，通过放大在n型半导体层产生的光载流子，从而进行检测器的高灵敏度化。另外，在对栅极电极和源极电极或者漏极电极施加电压的情况下，能够通过石墨烯与n型半导体层的肖特基连接进行关断动作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2015/0243826号说明书

发明内容

然而，在上述检测器中，在对石墨烯施加源极及漏极电压的高灵敏度化动作时进行晶体管动作，所以难以进行检测器的关断动作。另外，在对栅极电极和源极电极或者漏极电极施加电压的肖特基动作时，检测器的灵敏度取决于半导体层的量子效率。因此，无法进行足够的光载流子的放大，难以实现检测器的高灵敏度化。这样，在以往的使用了石墨烯等二维材料层的检测器中，未能同时实现高灵敏度化和关断动作。

本公开的主要的目的在于提供检测灵敏度高且能够进行关断动作的使用了二维材料层的电磁波检测器以及电磁波检测器集合体。

本公开所涉及的电磁波检测器具备：半导体层，形成有至少1个台阶部，且对于检测波长具有灵敏度；绝缘膜，配置于至少1个台阶部上，且设置有使至少1个台阶部的一部分露出的至少1个开口部；二维材料层，配置于绝缘膜以及至少1个开口部上，且具有在至少1个开口部与半导体层电连接的连接区域；第1电极部，配置于绝缘膜上，与二维材料层电连接；以及第2电极部，配置于半导体层上，经由二维材料层的连接区域而与第1电极部电连接。

根据本公开，能够提供检测灵敏度高且能够进行关断动作的使用了二维材料层的电磁波检测器以及电磁波检测器集合体。

附图说明

图1是实施方式1的电磁波检测器的平面示意图。

图2是图1中的线段II－II处的剖视示意图。

图3是用于说明实施方式1的电磁波检测器的制造方法的流程图。

图4是示出实施方式1的电磁波检测器的第1变形例的剖视示意图。

图5是示出实施方式1的电磁波检测器的第2变形例的剖视示意图。

图6是示出实施方式1的电磁波检测器的第3变形例的剖视示意图。

图7是示出实施方式1的电磁波检测器的第4变形例的剖视示意图。

图8是示出实施方式1的电磁波检测器的第5变形例的剖视示意图。