[发明专利]电磁波检测器以及电磁波检测器组件

说明书

电磁波检测器(100)具备半导体层(4)、第1绝缘膜(3a)、二维材料层(1)、第1电极(2a)、第2电极(2b)、第2绝缘膜(3b)和控制电极(2c)。第1绝缘膜(3a)配置于半导体层(1)上。在第1绝缘膜(3a)形成有开口部(OP)。二维材料层(1)在开口部(OP)电连接于半导体层(4)。二维材料层(1)从开口部(OP)上延伸直至第1绝缘膜(3a)。第2绝缘膜(3b)与二维材料层(1)相接。控制电极(2c)隔着第2绝缘膜(3b)连接于二维材料层(1)。

技术领域

本公开涉及电磁波检测器以及电磁波检测器组件(assembly)。

背景技术

作为新一代电磁波检测器中使用的电磁波检测层的材料，已知作为二维材料层的一个例子的石墨烯。石墨烯具有极高的迁移率。石墨烯的吸收率低到2.3％。因此，提出了使用石墨烯作为二维材料层的电磁波检测器的灵敏度提高的方法。

例如，在美国专利申请公开2015/0243826号说明书中提出了具有如下述构造的检测器。即，在美国专利申请公开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这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。在石墨烯层的两端连接的源极/漏极电极配置于电介质层上。栅极电极连接于n型半导体层。

在上述检测器中，经由源极/漏极电极对作为沟道的石墨烯层施加电压。其结果是，在n型半导体层产生的光载流子被放大，因此检测器的灵敏度提高。另外，在对栅极电极和源极电极或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(OFF)工作。上述检测器对具有石墨烯层的费米能级与和石墨烯层接触的n型半导体层的费米能级之差以上的大能量的电磁波进行检测。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开2015/0243826号说明书

发明内容

发明所要解决的技术课题

根据上述公报记载的检测器(电磁波检测器)，无法使石墨烯层(二维材料层)的费米能级从石墨烯层形成的时间点的费米能级变化。因此，例如取决于石墨烯层的成膜(deposition)状态而形不成恰当的肖特基势垒。因而，检测器有时无法检测作为检测器的检测对象的电磁波。

本公开是鉴于上述技术课题而做出的，其目的在于提供能够使二维材料层的费米能级变化的电磁波检测器以及电磁波检测器组件。

用于解决技术课题的技术方案

本公开的电磁波检测器具备半导体层、第1绝缘膜、二维材料层、第1电极、第2电极、第2绝缘膜和控制电极。第1绝缘膜配置于半导体层上。在第1绝缘膜形成有开口部。二维材料层在开口部电连接于半导体层。二维材料层从开口部上延伸直至第1绝缘膜。第1电极电连接于二维材料层。第2电极电连接于半导体层。第2绝缘膜与二维材料层相接。控制电极隔着第2绝缘膜连接于二维材料层。

发明效果

根据本公开的电磁波检测器，能够使二维材料层的费米能级变化。

附图说明

图1为概略性示出实施方式1的电磁波检测器的第1结构的剖视图。

图2为概略性示出实施方式1的电磁波检测器的第1结构的俯视图。

图3为概略性示出实施方式1的电磁波检测器的第2结构的俯视图。

图4为概略性示出实施方式1的电磁波检测器的第3结构的剖视图。

图5为概略性示出实施方式1的电磁波检测器的第4结构的剖视图。

图6为概略性示出在形成有肖特基势垒的状态下二维材料层的费米能级及半导体层的费米能级的能带图。