使用石墨烯的电子器件、该使用石墨烯的电子器件的制造方法以及具备该使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器技术

具备：形成催化金属(42)的工序；形成催化金属(40)的工序；以使催化金属(42)及催化金属(40)的上表面露出的方式形成保护膜(22)的工序；在露出的催化金属(42)及催化金属(40)之上形成石墨烯层(30)的工序；以覆盖石墨烯层(30)的方式形成绝缘膜(20)的工序；在绝缘膜(20)上形成基板(10)的工序；以及去除催化金属(42)的工序，能够减少向石墨烯层的工艺损伤，能够提高性能。高性能。高性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用石墨烯的电子器件、该使用石墨烯的电子器件的制造方法以及具备该使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器


[0001]本专利技术涉及使用石墨烯的电子器件、该使用石墨烯的电子器件的制造方法以及具备该使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器。

技术介绍

[0002]作为在下一代的电磁波检测器中使用的电磁波检测层的材料，带隙为零或者极其小的石墨烯得到关注，例如提出具备在半导体基板上设置绝缘膜，在绝缘膜上形成包括石墨烯的沟道区域，在石墨烯的两端形成源极电极/漏极电极的使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器。
[0003]石墨烯一般使用热CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)法成膜，能够在宽的面积成膜且还能够控制石墨烯的层数，但利用热CVD法的石墨烯的成膜方法由于在金属催化基板上对石墨烯进行成膜，所以需要将成膜的石墨烯膜从金属催化基板转印到其他基板。
[0004]作为以往的石墨烯膜的转印方法，一般为在石墨烯上对树脂层进行成膜，从金属催化基板剥离，在水中转印到其他基板的方法。另外，作为其他石墨烯膜的转印方法，提出通过将形成于催化金属基板上的石墨烯膜和其他基板利用挥发成分的含有量小于1％重量且具有粘附性的树脂层粘结并去除催化金属基板，不经由水中转印工序而将石墨烯膜转印到其他基板的方法(参照专利文献1)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2012-140308

技术实现思路

[0008]然而，以往的使用石墨烯的电子器件的制造方法具备在石墨烯层上形成源极电极/漏极电极的工序以及将石墨烯层加工为沟道部的工序，由于这些工序，石墨烯层受到工艺损伤。该石墨烯层的工艺损伤成为沟道区域的迁移率降低以及使用石墨烯的电子器件的噪声增加的原因，存在使用石墨烯的电子器件的性能劣化的问题。
[0009]因此，本专利技术是为了解决这样的以往技术的问题而完成的，其目的在于提供能够减少对石墨烯层的工艺损伤、能够提高性能的使用石墨烯的电子器件、该使用石墨烯的电子器件的制造方法以及具备该使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器。
[0010]为了达成以上的目的，本专利技术的使用石墨烯的电子器件的特征在于，具备：第1基板；绝缘膜，设置于第1基板上；单层石墨烯层，设置于绝缘膜上，成为沟道区域；多层石墨烯层，设置于绝缘膜上，与单层石墨烯层邻接；以及第1催化金属，设置于多层石墨烯层的上表面整面，经由多层石墨烯层与单层石墨烯层电连接。
[0011]为了达成以上的目的，本专利技术的使用石墨烯的电子器件的制造方法的特征在于，
具备：形成第2催化金属的工序；形成第3催化金属的工序；以使第2催化金属及第3催化金属的上表面露出的方式形成保护膜的工序；在形成催化金属之后在露出的第2催化金属及第3催化金属之上形成石墨烯层的工序；在形成石墨烯层之后以覆盖石墨烯层的方式形成绝缘膜的工序；在形成绝缘膜之后在绝缘膜上形成第2基板的工序；以及在形成石墨烯层之后去除第2催化金属的工序。
[0012]如以上所述构成的本专利技术的使用石墨烯的电子器件、该使用石墨烯的电子器件的制造方法以及具备该使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器通过使用第1催化金属、第2催化金属或者第3催化金属，能够提供能够减少对石墨烯层的工艺损伤且能够提高性能的使用石墨烯的电子器件、该使用石墨烯的电子器件的制造方法以及具备该使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器。
附图说明
[0013]图1是示出作为本专利技术的实施方式1的使用石墨烯的电子器件的结构的俯视图以及剖面图。
[0014]图2是示出作为本专利技术的实施方式1的使用石墨烯的电子器件的制造方法的剖面图。
[0015]图3是示出作为本专利技术的实施方式2的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
[0016]图4是示出作为本专利技术的实施方式3的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
[0017]图5是示出作为本专利技术的实施方式4的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
[0018]图6是示出作为本专利技术的实施方式5的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
[0019]图7是用于说明作为本专利技术的实施方式5的使用石墨烯的电子器件的效果的图。
[0020]图8是示出作为本专利技术的实施方式6的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
[0021]图9是示出作为本专利技术的实施方式6的使用石墨烯的电子器件的制造方法的一部分的剖面图。
[0022]图10是示出作为本专利技术的实施方式7的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
[0023]图11是示出作为本专利技术的实施方式8的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
[0024]图12是示出作为本专利技术的实施方式8的使用石墨烯的电子器件的制造方法的一部分的剖面图。
[0025]图13是示出作为本专利技术的实施方式9的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
[0026]图14是示出作为本专利技术的实施方式9的使用石墨烯的电子器件的制造方法的一部分的剖面图。
[0027]图15是示出作为本专利技术的实施方式10的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
[0028]图16是示出作为本专利技术的实施方式11的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
[0029]图17是示出作为本专利技术的实施方式11的使用石墨烯的电子器件的制造方法的剖面图。
[0030]图18是示出作为本专利技术的实施方式12的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
[0031]图19是示出作为本专利技术的实施方式13的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
[0032]图20是示出作为本专利技术的实施方式13的使用石墨烯的电子器件的制造方法的剖面图。
[0033]图21是用于说明作为本专利技术的实施方式14的使用石墨烯的电子器件的效果的图。
[0034]图22是示出作为本专利技术的实施方式15的电磁波检测器的结构的俯视图。
[0035]图23是示出作为本专利技术的实施方式15的电磁波检测器的结构的俯视图。
[0036]图24是示出作为本专利技术的实施方式15的电磁波检测器的结构的剖面图。
[0037]图25是示出作为本专利技术的实施方式16的电磁波检测器的结构的电路图。
[0038](符号说明)
[0039]10：基板；20：绝缘膜；22：保护膜；30：石墨烯层；40s、40d、42：催化金属；50s、50d：电极。
具体实施方式
[0040]首先，参照附图，说明本专利技术的使用石墨烯的电子器件以及电磁波检测器的结构。此外，图是示意性的附图，在概念上说明功能或者构造。另外，本专利技术不限定于以下所示的实施方式。除了特别记载的情况以外，电磁波检测器的基本结构在所有实施方式中共通。另外，附加同一符号的部分相同或者与其相当，这在说明书的全文中共通。
[0041]在本专利技术的实施方式中，使用可见光或者红外光来说明电磁波检测器，但本专利技术除了这些以外，例如作为X射线、紫外光、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用石墨烯的电子器件，其特征在于，具备：第1基板；绝缘膜(20)，设置于所述第1基板(10)上；单层石墨烯层(32)，设置于所述绝缘膜(20)上，成为沟道区域；多层石墨烯层(34s、34d)，设置于所述绝缘膜(20)上，与所述单层石墨烯层(32)邻接；以及第1催化金属(44s、44d)，设置于所述多层石墨烯层(34s、34d)的上表面整面，经由所述多层石墨烯层(34s、34d)与所述单层石墨烯层(32)电连接。2.根据权利要求1所述的使用石墨烯的电子器件，其特征在于，所述第1催化金属(44s、44d)是相互离开地配置的一对所述第1催化金属(44s、44d)，所述使用石墨烯的电子器件具备一对第1电极(50s、50d)，该一对第1电极(50s、50d)分别设置于一对所述第1催化金属(44s、44d)上，设置于所述第1催化金属(44s、44d)的上表面。3.根据权利要求2所述的使用石墨烯的电子器件，其特征在于，所述一对第1电极(50s、50d)具备第2电极(50s)和与所述第2电极(50s)不同的金属材料的第3电极(50d)。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的使用石墨烯的电子器件，其特征在于，具备与所述单层石墨烯层(32)的上表面或者下表面接触且能够对所述单层石墨烯层(32)供给空穴或者电子的接触层(60、62、64)、设置于所述单层石墨烯层(32)上的至少一个作为浮置电极的第4电极(56、58)以及所述单层石墨烯层(32)与所述绝缘膜(20)之间的空间(80)的至少一个。5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的使用石墨烯的电子器件，其特征在于，所述单层石墨烯层(32)和所述第1基板(10)至少在一部分接触。6.根据权利要求5所述的使用石墨烯的电子器件，其特征在于，所述单层石墨烯层(32)具备与所述第1基板(10)接触的区域和与所述绝缘膜(20)接触的区域。7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的使用石墨烯的电子器件，其特征在于，在所述单层石墨烯层(32)上具备具有1层以上的乱层构造的石墨烯。8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的使用石墨烯的电子器件，其特征在于，所述单层石墨烯层(32)和所述多层石墨烯层(34s、34d)连续地平坦。9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的使用石墨烯的电子器件，其特征在于，所述第1基板(10)、所述绝缘膜(20)以及所述接触层(60、62、64)的至少一个是通过电磁波的照射来对所述单层石墨烯层(32)提供电位的变化的材料。10.一种使用石墨烯的电子器件的制造方法，其特征在于，具备：形成第2催化金属(42、44)的工序；形成第3催化金属(40s、40d)的工序；以使所述第2催化金属(42、44)及所述第3催化金属(40s、40d)的上表面露出的方式形成保护膜(22)的工序；在露出的所述第2催化金属(42、44)及所述第3催化金属(40s、40d)之上形成石墨烯层
(30、36)的工序；在形成所述石墨烯层(30、36)之后以覆盖所述石墨烯层(30、36)的方式形成绝缘膜(20)的工序；在形成所述绝缘膜(20)之后在所述绝缘膜(20)上形成第2基板(10)的工序；以及在形成所述石墨烯层(30、36)之后去除所述第2催化金属(42、44)的工序。11.根据权利要求10所述的使用石墨烯的电子器件的制造方法，其特征在于，在形成所述第3催化金属(40s、40d)的工序中，在形成所述第2催化金属(42、44)之后，在所述第2催化金属(42、44)之上对所述第3催化金属(40s、40d)进行成膜，留下一部分的所述第3催化金属(40s、40d)，使所述第2催化金属(42、44)露出。12.根据权利要求10所述的使用石墨烯的电子器件的制造方法，其特征在于，在形成所述第2催化金属(42、44)以及所述第3催化金属(40s、40d)的工序中，以使所述第2催化金属(42、44)以及所述第3催化金属(40s、40d)在第3基板(90)上相互邻接、使所述第2催化金属(42、44)和所述第3催化金属(40s、40d)的上表面的高度相同的方式形成。13.根据权利要求10至12中的任意一项所述的使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛谷政彰，小川新平，福岛昌一郎，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：