CN112272869A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
CN112272869A
CN112272869A CN201980018111.6A CN201980018111A CN112272869A CN 112272869 A CN112272869 A CN 112272869A CN 201980018111 A CN201980018111 A CN 201980018111A CN 112272869 A CN112272869 A CN 112272869A
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene
electronic device
layer
catalytic metal
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201980018111.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112272869B (zh
Inventor
岛谷政彰
小川新平
福岛昌一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN112272869A publication Critical patent/CN112272869A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112272869B publication Critical patent/CN112272869B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/028—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
    • H01L27/14616—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor characterised by the channel of the transistor, e.g. channel having a doping gradient
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636—Interconnect structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14689—MOS based technologies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film

Landscapes

  • Power Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

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。

Description

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
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
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。
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)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-140308
发明内容
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。
因此，本发明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。
为了达成以上的目的，本发明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。
为了达成以上的目的，本发明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。
如以上所述构成的本发明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
图1是示出作为本发明的实施方式1的使用石墨烯的电子器件的结构的俯视图以及剖面图。
图2是示出作为本发明的实施方式1的使用石墨烯的电子器件的制造方法的剖面图。
图3是示出作为本发明的实施方式2的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
图4是示出作为本发明的实施方式3的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
图5是示出作为本发明的实施方式4的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
图6是示出作为本发明的实施方式5的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
图7是用于说明作为本发明的实施方式5的使用石墨烯的电子器件的效果的图。
图8是示出作为本发明的实施方式6的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
图9是示出作为本发明的实施方式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。
图10是示出作为本发明的实施方式7的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
图11是示出作为本发明的实施方式8的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
图12是示出作为本发明的实施方式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。
图13是示出作为本发明的实施方式9的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
图14是示出作为本发明的实施方式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。
图15是示出作为本发明的实施方式10的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
图16是示出作为本发明的实施方式11的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
图17是示出作为本发明的实施方式11的使用石墨烯的电子器件的制造方法的剖面图。
图18是示出作为本发明的实施方式12的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
图19是示出作为本发明的实施方式13的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图。
图20是示出作为本发明的实施方式13的使用石墨烯的电子器件的制造方法的剖面图。
图21是用于说明作为本发明的实施方式14的使用石墨烯的电子器件的效果的图。
图22是示出作为本发明的实施方式15的电磁波检测器的结构的俯视图。
图23是示出作为本发明的实施方式15的电磁波检测器的结构的俯视图。
图24是示出作为本发明的实施方式15的电磁波检测器的结构的剖面图。
图25是示出作为本发明的实施方式16的电磁波检测器的结构的电路图。
(符号说明)
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
首先，参照附图，说明本发明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，本发明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。
在本发明的实施方式中，使用可见光或者红外光来说明电磁波检测器，但本发明除了这些以外，例如作为X射线、紫外光、近红外光、太赫兹(THz)波或者微波等电波区域的检测器也有效。此外，在本发明的实施方式中，将这些光以及电波总称而记载为电磁波。
另外，在本发明的实施方式中，作为使用石墨烯的器件的一个例子，使用具有晶体管构造的使用石墨烯的电子器件进行说明，但本发明不限定于晶体管，还能够应用于使用肖特基或者二极管等其他电极和石墨烯的构造。
另外，在本发明的实施方式中，作为具有晶体管构造的使用石墨烯的电子器件，使用具有源极和漏极这2个电极的构造、还具有成为背栅的背面电极的构造进行说明，但本发明还能够应用于具备4端子电极构造或者顶栅构造等其他电极构造的电磁波检测器。
另外，在本发明的实施方式中，作为石墨烯，使用p型石墨烯或者n型石墨烯的用语，但将空穴比本征状态的石墨烯多称为p型，将电子比本征状态的石墨烯多称为n型。
另外，在本发明的实施方式中，关于设置于石墨烯之上的接触层的材料，使用n型或者p型的用语，但这些用语例如如果是n型则表示具有电子供给性的材料，如果是p型则表示具有电子吸引性的材料。另外，在分子整体中在电荷中观察到偏倚，将电子成为支配性地位称为n型，将空穴成为支配性地位称为p型。这些接触层的材料能够使用有机物以及无机物中的任一方或者它们的混合物。
另外，关于作为金属表面和光的相互作用的表面等离激元共振现象等等离激元共振现象、可见光域/近红外光域以外的施加到金属表面的共振这样的意义下的被称为疑似表面等离激元共振的现象或者通过波长以下的尺寸的构造操作特定的波长这样的意义下的被称为超材料或者等离激元超材料的现象，不特别通过名称区分它们，从现象起到的效果的方面设为同等的处置。在此，将这些共振称为表面等离激元共振、等离激元共振或者简称为共振。
实施方式1.
图1是示出作为本发明的实施方式1的使用石墨烯的电子器件的结构的俯视图以及剖面图。图1的(a)是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构的俯视图，图1的(b)是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图，是从图1的(a)的剖切线A-A观察的剖面图。
如图1所示，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件具备基板10；绝缘膜20，设置于基板10上；石墨烯层30，设置于绝缘膜20上，成为沟道区域；催化金属40s、40d，设置于石墨烯层30的上表面，与石墨烯层30电连接；电极50s、50d，设置于催化金属40s、40d上；以及保护膜22，设置于绝缘膜20上。
基板10具有表面以及与表面平行地相向的背面，例如由硅等半导体材料构成，具体而言使用高电阻硅基板、形成热氧化膜而提高绝缘性的基板或者掺杂有杂质的硅基板等。
在此，作为基板10，以硅基板为例子进行说明，但也可以使用锗、III-V族或者II-V族半导体等化合物半导体、包含汞镉碲、铟锑、铅硒、铅硫、镉硫、镓氮、碳化硅或者量子阱或者量子点的基板、TypeII超晶格等材料的单体或者将它们组合而成的基板。
如图1的(b)所示，绝缘膜20设置于基板10的表面上，例如能够使用包括氧化硅的绝缘膜。
在此，作为绝缘膜20，以包括氧化硅的绝缘膜为例子进行说明，但还能够使用包括氮化硅、氧化铪、氧化铝、氧化镍、氮化硼或者硅氧烷系的聚合物材料等的绝缘膜。例如，氮化硼由于原子排列与石墨烯相似，所以即使与石墨烯接触也不妨碍电荷的迁移率。因此，不阻碍电子迁移率等石墨烯的性能，优选为石墨烯的基底膜。
石墨烯层30如图1的(b)所示，设置于绝缘膜20的与设置基板10的面相反的面上。石墨烯层30例如能够使用单层的石墨烯。单层的石墨烯是二维碳结晶的单原子层，单层的石墨烯的厚度是与1个碳原子量相当的0.34nm。另外，石墨烯在六边形状地配置的各链具有碳原子。
石墨烯层30被分成作为沟道区域以及源极/漏极层发挥功能的区域。作为源极/漏极层发挥功能的区域的石墨烯层30形成为埋入于绝缘膜20。另外，作为沟道区域发挥功能的区域的石墨烯层30设置于比作为源极/漏极层发挥功能的区域的石墨烯层30的上表面高的位置，石墨烯层30的上表面与后述电极50s、50d的上表面一致。作为源极/漏极层发挥功能的区域的石墨烯层30以及作为沟道区域发挥功能的区域的石墨烯层30在一个层连续地设置，在石墨烯层30整体具有凸部形状。
在此，石墨烯层30也可以使用层叠有2层以上的多层石墨烯。另外，石墨烯层30既可以使用非掺杂的石墨烯，也可以使用掺杂有p型或者n型的杂质的石墨烯。
在石墨烯层30中使用多层石墨烯的情况下，石墨烯层30的光电变换效率增加，电磁波检测器的灵敏度变高。另外，多层石墨烯既可以任意的2层的石墨烯的六方晶格的晶格矢量的朝向不一致，也可以完全一致。例如，通过层叠2层以上的石墨烯，在石墨烯层30形成带隙，所以能够具有光电变换的电磁波的波长选择效果。另外，在石墨烯的层数增加时，沟道区域中的迁移率降低，但不易受到来自基板的载流子散射的影响，噪声降低。因此，关于具有使用多层石墨烯的使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器，光吸收增加，能够提高电磁波的检测灵敏度。
另外，石墨烯层30还能够使用纳米带状的石墨烯。在该情况下，石墨烯层30能够使用石墨烯纳米带单体、层叠有多个石墨烯纳米带的构造或者在平面上周期性地排列有石墨烯纳米带的构造。例如，在周期性地配置有石墨烯纳米带的构造的情况下，能够在石墨烯纳米带中发生等离激元共振，提高电磁波检测器的灵敏度。在此，周期性地排列有石墨烯纳米带的构造虽然还有时被称为石墨烯超材料，但作为现象相同。
如图1的(b)所示，催化金属40s、40d相互离开，由2个构成一对催化金属，设置于作为源极/漏极层发挥功能的区域的石墨烯层30的上表面，例如能够使用Cu、Ni、Al、Fe、Co、W、或者、Cr等金属材料。另外，如图1所示，催化金属40s、40d在催化金属40s、40d的下表面整面设置有石墨烯层30。
如图1的(b)所示，电极50s、50d设置于催化金属40s、40d的上表面，例如能够使用Au、Ag、Cu、Al、Ni、Cr或者Pd等金属材料。在此，在通过热CVD法对石墨烯层30进行成膜的情况下，有成膜温度超过1000℃的情况，所以也可以作为电极50s、50d，使用熔点为1000℃以上的金属或者导电性碳材料。另外，也可以在电极50s与催化金属40s之间或者电极50d与催化金属40d之间形成包括Cr或者Ti等的未图示的密接膜。
另外，电极50s、50d设置于催化金属40s、40d的上表面整面，电极50s、50d的上表面与作为沟道区域发挥功能的区域的石墨烯层30的上表面一致，在电极50s、50d之间设置作为沟道区域发挥功能的区域的石墨烯层30。即，电极50s、50d相互离开，由2个构成一对电极，在俯视时，如图1的(a)所示，具有同一矩形形状。另外，在本实施方式中，由催化金属40s以及电极50s构成源极电极，由催化金属40d以及电极50d构成漏极电极。
如图1所示，保护膜22在绝缘膜20上以覆盖石墨烯层30、催化金属40s、40d以及电极50s、50d的周围的方式设置，例如能够使用包括氧化硅的绝缘膜。保护膜22的上表面与作为沟道区域发挥功能的区域的石墨烯层30的上表面以及电极50s、50d的上表面一致。
在此，作为保护膜22，以包括氧化硅的绝缘膜为例子进行说明，但能够使用氧化物或者氮化物等的绝缘膜。另外，关于保护膜22，为了在后述催化金属42使作为沟道区域发挥功能的石墨烯层30选择性地生长，是抑制作为沟道区域发挥功能的石墨烯层30的区域以外的石墨烯层的生长的绝缘材料即可。另外，在形成石墨烯层30时使用热CVD法的情况下，保护膜22优选使用不会由于热CVD法熔融的绝缘材料。
另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件如图1的(b)所示，对基板10电连接用于施加背栅电压Vbg的电源电路，对成为漏极电极的电极50d电连接用于对石墨烯层30施加电压Vd的电源电路，成为源极电极的电极50s被接地。另外，与电极50d连接的电源电路被连接用于检测电极50d与电极52s之间的石墨烯层30的电流Id的电流计。
根据以上，构成作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法。图2是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的各制造工序的与图1的(a)的剖切线A-A对应的剖面图。
首先，在催化金属42之上对电极50s、50d以及催化金属40s、40d的金属膜进行成膜，留下一部分的电极50s、50d以及催化金属40s、40d，使催化金属42露出。例如，形成如平坦的铜箔那样的催化金属42，使用光刻或者EB描绘等，在催化金属42上形成具有开口部的抗蚀剂掩模。之后，按照电极50s、50d、催化金属40s、40d的顺序使用EB蒸镀或者溅射蒸镀法等使各个金属层沉积，将形成于开口部以外的金属膜与抗蚀剂掩模一起剥离，从而如图2的(a)所示，在催化金属42上形成催化金属40s、40d以及电极50s、50d。
在此，作为催化金属42的金属材料，例如，能够使用Cu、Ni、Al、Fe、Co、W、或者、Cr等。另外，也可以在其他基板之上形成催化金属42，在形成有催化金属42的其他基板之上形成催化金属40s、40d以及电极50s、50d的金属层。另外，也可以在电极50s与催化金属40s之间或者电极50d与催化金属40d之间形成包括Cr或者Ti等的未图示的密接膜。
另外，作为形成催化金属40s、40d以及电极50s、50d的方法，也可以在催化金属42之上，按照电极50s、50d、催化金属40s、40d的顺序先对各个金属层进行成膜，在该金属层上使用光刻等形成具有开口部的抗蚀剂掩模之后，通过湿蚀刻或者干蚀刻等去除在抗蚀剂掩模的开口部露出的金属层，从而在催化金属42上形成催化金属40s、40d以及电极50s、50d。
接下来，使用蒸镀、CVD法或者ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)法等，以覆盖催化金属42、催化金属40s、40d以及电极50s、50d的方式，例如形成包括硅氧化膜的保护膜22。然后，如图2的(b)所示，例如通过蚀刻处理等，去除催化金属42上的催化金属40s、40d与电极50s、50d之间的保护膜22，使催化金属40s、40d、42露出。
在此，作为形成保护膜22的方法，也可以在使用光刻等用抗蚀剂掩模对不形成保护膜22的区域进行掩蔽之后，使用蒸镀、CVD法或者ALD法等对保护膜22进行成膜，将不需要的保护膜与抗蚀剂掩模一起去除。
接下来，如图2的(c)所示，在从保护膜22露出的催化金属40s、40d上表面以及催化金属42的上表面的一部分之上，例如使用热CVD法或者等离子体CVD法选择性地形成石墨烯层30。例如，在热CVD法的情况下，通过将CVD装置内加热到1000℃，将H2气体以及CH4气体注入到CVD装置内，形成石墨烯层30。在此，例如，在使用等离子体CVD法的情况下，还能够使用低温等离子体CVD法，使得催化金属40s、40d、电极50s、50d以及催化金属42的金属材料不会熔解或者合金化。
接下来，如图2的(d)所示，在石墨烯层30以及保护膜22之上，例如使用旋涂法等溶液法、真空蒸镀法等物理蒸镀法或者CVD法等化学蒸镀法等，例如形成包括氧化硅的绝缘膜20。之后，为了使绝缘膜20的上表面和基板10接合，最好预先使绝缘膜20的上表面平坦化。
接下来，如图2的(e)所示，使平坦化后的绝缘膜20的上表面和基板10接合而粘结。作为使绝缘膜20的上表面和基板10接合而粘结的方法，能够使用在将基板10加热的同时压接到绝缘膜20的方法或者将粘接剂等涂敷到基板10并压接到绝缘膜20的方法等。另外，在通过溶液法形成绝缘膜20的情况下，能够通过在涂敷绝缘膜20的材料之后将基板10压接并加热，而与绝缘膜20贴合。例如，在使用SOG(Spin On glass，旋涂玻璃)通过旋涂法对绝缘膜20进行成膜的情况下，通过在涂敷SOG之后立即与基板10粘结，在100℃下进行退火，之后在250℃下进行退火，SOG玻璃化，能够与基板10粘结。
在此，作为基板10的材料，在从基板10施加栅极电压的情况下，优选使用掺杂有杂质离子的硅基板等导电性半导体材料或者金属材料。另外，在不从基板10施加栅极电压的情况下，作为基板10的材料，除了上述材料以外，例如也可以使用石英或者玻璃等透明无机材料或者透明塑料等透明基板、紫外线硬化树脂、热硬化树脂或者热可塑性树脂等。另外，作为基板10的材料，也可以使用柔性基板，在该情况下，能够使用辊到辊法，使绝缘膜20和基板10粘结。
然后，如图2的(f)所示，通过蚀刻法或者剥离法等去除催化金属42，使石墨烯层30的一部分以及电极50s、50d露出。在使用蚀刻法的情况下，只要能够仅选择性地去除催化金属42，则蚀刻方法没有特别限定，例如能够使用干蚀刻或者湿蚀刻等。在使用湿蚀刻的情况下，蚀刻剂优选为使催化金属42选择性地溶解的材料，例如在催化金属42是铜箔的情况下，能够使用铜选择蚀刻液。另外，在使用剥离法的情况下，能够使用将催化金属42机械性地剥离的方法、通过将保护膜22设为亲水性材料并将催化金属42设为疏水性材料而在水中照射超声波来剥离的方法或者用在电解液中将催化金属42作为电极通过电化学反应发生的气泡来剥离的方法等。
在此，说明了去除催化金属42的工序，但只要能够从电极50s、50d取出电信号，则例如也可以不去除催化金属42而氧化，用作绝缘膜或者保护膜。另外，也可以在去除催化金属42之后，去除保护膜22。
根据以上，能够制造作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件。
接下来，使用图1，说明将作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件用作电磁波检测器的情况下的动作原理。
首先，如图1的(b)所示，在电极50s、50d之间电连接施加电压Vd的电源电路，所以在电极50s、50d之间的石墨烯层30流过电流Id，通过电流计监视在石墨烯层30流过的电流Id。
然后，在对石墨烯层30照射电磁波时，在石墨烯层30内发生光电变换，石墨烯层30内的电阻值变化。由于该电阻值的变化，作为在石墨烯层30流过的光电流的电流Id变化，通过检测该电流Id的变化，能够检测照射的电磁波。
另外，通过从基板10施加背栅电压Vbg，能够调整石墨烯层30内的电荷密度，所以能够提高在石墨烯层30流过的光电流的取出效率，所以能够提高照射的电磁波的检测灵敏度。
另外，石墨烯针对宽频带的电磁波的波长域，具有对光电变换的灵敏度，所以石墨烯层30针对宽频带的电磁波的波长域发生电流的变化。因此，在将作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件用作电磁波检测器的情况下，例如能够检测从紫外光至电波的宽频带的波长域的电磁波。
在此，不限定于如上述的检测石墨烯层30的电流的变化的结构，例如，也可以在电极50s、50d之间流过恒定电流，检测电极50s、50d之间的石墨烯层30的电压值的变化，还可以仅在电极50s、50d中的某一个形成电极，检测石墨烯层30的电位变化，是能够检测石墨烯层30的电量的变化的结构即可。
另外，也可以通过另外地准备相同的使用石墨烯的电子器件，将另外地准备的使用石墨烯的电子器件配置到不被照射电磁波的屏蔽的空间，检测被照射电磁波的使用石墨烯的电子器件的电流或者电压和配置于屏蔽的空间的使用石墨烯的电子器件的电流或者电压的差分，检测电磁波。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件及其制造方法的效果。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件通过在使用催化金属40、42选择性地形成石墨烯层30之后用绝缘膜20覆盖并将绝缘膜20和基板10粘结、去除催化金属42来制造。
相对于此，以往的制造使用石墨烯的电子器件的方法在形成石墨烯层之后，进行形成电极的工序以及形成沟道区域的工序。即，在基板上形成石墨烯层之后，为了形成沟道区域，通过蚀刻处理等去除不需要的石墨烯层，之后，为了在作为沟道区域残留的石墨烯层上形成电极，进行形成抗蚀剂掩模的工序以及形成成为电极的金属膜的工序。因此，由于沟道区域形成时的蚀刻处理、电极形成时的形成抗蚀剂掩模的工序以及形成金属膜的工序，石墨烯层受到工艺损伤，石墨烯层的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等，使用石墨烯的电子器件的性能劣化。
然而，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件能够在形成石墨烯层30之后不进行形成电极的工序以及形成沟道区域的工序而制造使用石墨烯的电子器件。即，在形成石墨烯层30之后，石墨烯层30不会由于上述沟道区域形成时的蚀刻处理、电极形成时的形成抗蚀剂掩模的工序以及形成金属膜的工序而使石墨烯层受到工艺损伤，能够比以往提高作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件在形成石墨烯层时，无需使用如以往那样的在水中的转印工序而能够制造，所以能够比以往更容易地制造使用石墨烯的电子器件，能够提高量产性。
另外，在作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件中，使石墨烯层30从催化金属40s、40d选择性地生长，所以能够在催化金属40s、40d均匀地形成石墨烯层30，不使灰尘等多余物进入到石墨烯层30与催化金属40s、40d之间而抑制石墨烯层30与催化金属40s、40d之间的接触电阻，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
在此，在本实施方式中，以具有电极50s、50d的使用石墨烯的电子器件为例子进行说明，但也可以将催化金属40s、40d用作电极而不设置电极50s、50d。在该情况下，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法能够去掉形成电极50s、50d的工序。
此外，通过将催化金属40s、40d的厚度设为几十nm以下，能够将从催化金属40s、40d向石墨烯层30s、30d的载流子掺杂减小到可忽略的程度，从电极50s、50d向石墨烯的载流子掺杂成为支配性地位。
实施方式2.
作为本发明的实施方式2的使用石墨烯的电子器件与实施方式1不同，在石墨烯层的与沟道区域对应的部分形成有单层石墨烯、在石墨烯层的与源极/漏极区域对应的部分形成有多层石墨烯的方面不同。其他附加同一符号的部分与实施方式1的使用石墨烯的电子器件同样地构成，所以省略说明。
图3是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图，剖面的观察方式与实施方式1的情况下的从图1的剖切线A-A观察的剖面图相同。
如图3所示，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件具备：石墨烯层32，在石墨烯层的与沟道区域对应的部分包括单层石墨烯；以及石墨烯层34s、34d，在石墨烯层的与源极/漏极区域对应的部分包括多层石墨烯。
石墨烯层32包括单层石墨烯，设置于电极50s、50d之间，作为沟道区域发挥功能，与实施方式1同样地，石墨烯层32的上表面与电极50s、50d的上表面一致。
石墨烯层34s、34d包括多层石墨烯，设置于与源极/漏极区域对应的部分，与石墨烯层32连续地设置。
在包括多层石墨烯的石墨烯层34s、34d上，例如设置包括选择性地形成多层石墨烯的金属材料例如Ni的催化金属44s、44d。催化金属44s、44d在下表面整面设置有包括多层石墨烯的石墨烯层34s、34d，经由包括多层石墨烯的石墨烯层34s、34d与包括单层石墨烯的石墨烯层32电连接。
其他结构与作为实施方式1的使用石墨烯的电子器件的结构相同。
接下来，使用实施方式1的图2，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法。关于与实施方式1相同的制造方法，省略说明，仅说明作为与实施方式1不同的制造方法的关于图2的(a)以及图2的(c)的工序。
如图2的(a)所示，准备选择性地形成单层石墨烯的金属材料、例如平坦的铜箔那样的催化金属42，使用光刻或者EB描绘等，在催化金属42上形成具有开口部的抗蚀剂掩模。之后，代替电极50s、50d的金属层以及图2的(a)的催化金属40s、40d，按照催化金属44s、44d的金属膜的顺序使用EB蒸镀或者溅射蒸镀法等来沉积，将形成于开口部以外的金属膜与抗蚀剂掩模一起剥离，从而在催化金属42上形成催化金属44s、44d以及电极50s、50d。此时，在催化金属44s、44d的金属层中使用包括多层石墨烯被选择性地形成的金属材料例如Ni的金属膜。
之后，经由图2的(b)的形成保护膜22的工序，代替图2的(c)的催化金属40s、40d，在从保护膜22露出的催化金属44s、44d上表面以及催化金属42的上表面的一部分之上，例如使用热CVD法或者等离子体CVD法选择性地形成石墨烯层。此时，例如在包括铜箔的催化金属42露出的面选择性地形成包括单层石墨烯的石墨烯层32，例如在包括Ni的催化金属44s、44d露出的面选择性地形成包括多层石墨烯的石墨烯层34s、34d。
之后的作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法与作为实施方式1的使用石墨烯的电子器件的制造方法相同。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件及其制造方法的效果。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于与实施方式1相同，所以省略详细的说明，但在形成石墨烯层32、34s、34d之后，石墨烯层32、34s、34d不会由于上述沟道区域形成时的蚀刻处理、电极形成时的形成抗蚀剂掩模的工序以及形成金属膜的工序而使石墨烯层受到工艺损伤，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件能够提高性能。另外，与实施方式1同样地，无需使用如以往那样的在水中的转印工序而能够制造，所以能够提高量产性。另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式1同样地，使石墨烯层34s、34d从催化金属44s、44d选择性地生长，在催化金属44s、44d的下表面整面设置有石墨烯层34s、34d，所以能够抑制石墨烯层34s、34d与催化金属44s、44d之间的接触电阻，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件在石墨烯层的与沟道区域对应的部分形成有包括单层石墨烯的石墨烯层32、在石墨烯层的与源极/漏极区域对应的部分形成有包括多层石墨烯的石墨烯层34s、34d。以下，详细说明通过该结构得到的效果。
一般，在石墨烯层上形成有电极的情况下，从电极向石墨烯层掺杂载流子。例如，在电极中使用Au的情况下，根据石墨烯和Au的功函数的差，在电极附近的石墨烯中掺杂空穴。在该状态下在电子传导状态下驱动使用石墨烯的电子器件时，由于从电极掺杂到石墨烯的空穴的影响，在沟道内流过的电子的迁移率被妨碍，石墨烯和电极的接触电阻增加。由于该接触电阻的增加，使用石墨烯的电子器件的电场效果的迁移率降低，产生使用石墨烯的电子器件的性能降低。特别是，在单层石墨烯的情况下，从电极注入的载流子的掺杂量大，且使用石墨烯的电子器件的电场效果的迁移率的降低在单层石墨烯中显著，所以在将石墨烯层全部用单层石墨烯形成的情况下，使用石墨烯的电子器件的性能降低。
然而，在作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件中，在来自电极的载流子易于掺杂的石墨烯层的与源极/漏极区域对应的部分形成有多层石墨烯。多层石墨烯相比于单层石墨烯，来自电极的载流子掺杂更小，所以能够抑制石墨烯层与电极之间的接触电阻的增加。因此，能够抑制使用石墨烯的电子器件的电场效果的迁移率的降低，相比于实施方式1，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，通过在沟道区域不使用多层石墨烯而在沟道区域使用单层石墨烯，得到高的迁移率，所以能够抑制上述接触电阻的增加，并且维持高的迁移率，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于使多层石墨烯直接在催化金属44s、44d生长，在催化金属44s、44d的下表面整面形成有石墨烯层34s、34d，所以能够减小催化金属44s、44d与包括多层石墨烯的石墨烯层34s、34d之间的接触电阻，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
实施方式3.
作为本发明的实施方式3的使用石墨烯的电子器件与其他实施方式不同，电极的金属材料相互不同。其他附加同一符号的部分与其他实施方式的使用石墨烯的电子器件同样地构成，所以省略说明。
图4是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图，剖面的观察方式与实施方式1的情况下的从图1的剖切线A-A观察的剖面图相同。
在作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件中，如图4所示，作为一对电极的电极52和电极54的金属材料相互不同。关于电极52和电极54的金属材料，例如，从Au、Ag、Cu、Al、Ni、Cr或者Pd等金属适当地选择相互不同的金属材料。
接下来，使用实施方式1的图2说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法。关于与实施方式1相同的制造方法，省略说明，仅说明作为与实施方式1不同的制造方法的关于图2的(a)的工序。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件如图2的(a)所示，在准备催化金属42之后，使用光刻或者EB描绘等，在催化金属42上形成具有与电极52以及催化金属40s的位置对应的开口部的抗蚀剂掩模。之后，按照电极52、催化金属40s的顺序使用EB蒸镀或者溅射蒸镀法等使各个金属层沉积，将形成于开口部以外的金属膜与抗蚀剂掩模一起剥离，从而在催化金属42上形成催化金属40s以及电极52。关于催化金属40d以及电极54，也使用与催化金属40s以及电极52同样的工序，形成与催化金属40d以及电极52不同的金属材料的电极54。
之后的作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法与作为实施方式1的使用石墨烯的电子器件的制造方法相同。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件及其制造方法的效果。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于与实施方式1相同，所以省略详细的说明，但在形成石墨烯层30之后，石墨烯层30不会由于上述沟道区域形成时的蚀刻处理、电极形成时的形成抗蚀剂掩模的工序以及形成金属膜的工序而使石墨烯层受到工艺损伤，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件能够提高性能。另外，与实施方式1同样地，无需使用如以往那样的在水中的转印工序而能够制造，所以能够提高量产性。另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式1同样地，使石墨烯层30从催化金属40s、40d选择性地生长，在催化金属40s、40d的下表面整面设置有石墨烯层30，所以能够抑制石墨烯层30与催化金属40s、40d之间的接触电阻，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，在作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件中，用相互不同的金属材料，形成与源极电极/漏极电极对应的电极52、54。石墨烯根据接触的金属的种类而费米能级移动，接触电阻不同。因此，在电极52和电极54的金属材料相互不同的情况下，电极52和电极54的功函数也不同，所以例如在电极52与电极54之间的石墨烯层30中形成载流子密度梯度。其结果，使用石墨烯的电子器件的电流取出效率提高。因此，在对使用作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器照射电磁波的情况下，由于在石墨烯层30中发生的载流子，电极52与电极54之间的光电流增大，能够提高电磁波检测器的灵敏度。
在此，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构还能够应用于其他实施方式。
实施方式4.
作为本发明的实施方式4的使用石墨烯的电子器件与其他实施方式不同，在石墨烯层上具有接触层。其他附加同一符号的部分与其他实施方式的使用石墨烯的电子器件同样地构成，所以省略说明。
图5是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图，剖面的观察方式与实施方式1的情况下的从图1的剖切线A-A观察的剖面图相同。
如图5所示，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件在石墨烯层30上具有接触层60。接触层60通过与石墨烯层30接触，能够对石墨烯层30供给空穴或者电子，能够通过接触层60对石墨烯层30任意地掺杂空穴或者电子。
另外，接触层60例如能够使用被称为正型光致抗蚀剂的具有醌二叠氮基的感光剂和含有酚醛清漆树脂的组成物。
另外，接触层60例如能够使用具有极性基团的材料，例如，具有电子吸引基的材料具有使石墨烯层30的电子密度减少的效果，具有电子供给基的材料具有使石墨烯层30的电子密度增加的效果。作为具有电子吸引基的材料，例如有具有卤素、腈、羧基或者羰基等的材料。另外，作为具有电子供给基的材料，例如有具有烷基、乙醇、氨基或者羟基等的材料。另外，除了上述以外，由于极性基团在分子整体中产生电荷的偏倚的材料也能够用作接触层60的材料。
另外，即使在有机物、金属、半导体、绝缘体、二维材料或者这些材料的任意的混合物中，只要是在分子内产生电荷的偏倚而产生极性的材料，就能够用作接触层60的材料。在此，已知在使无机物的接触层和石墨烯接触的情况下，关于石墨烯的掺杂，在接触层的功函数大于石墨烯的功函数的情况下被掺杂为p型，在接触层的功函数小于石墨烯的功函数的情况下被掺杂为n型。相对于此，在接触层是有机物的情况下，不具有明确的功函数，所以关于针对石墨烯是成为n型掺杂还是成为p型掺杂，优选通过在接触层60中使用的分子的极性来判断接触层60的材料的极性基团。
接下来，使用图5，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法。
在作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件中，实施方式1的图2的(a)～(f)的工序与实施方式1相同，在图2的(f)之后，如图5所示，能够通过在石墨烯层30上形成接触层60来制造。
例如，在作为接触层60使用被称为正型光致抗蚀剂的具有醌二叠氮基的感光剂和含有酚醛清漆树脂的组成物的情况下，通过光刻工序形成抗蚀剂的区域成为p型石墨烯区域。由此，掩模形成处理变得不需要，能够实现工艺损伤的降低以及工艺的简化。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件及其制造方法的效果。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于与实施方式1相同，所以省略详细的说明，但在形成石墨烯层30之后，石墨烯层30不会由于上述沟道区域形成时的蚀刻处理、电极形成时的形成抗蚀剂掩模的工序以及形成金属膜的工序而使石墨烯层受到工艺损伤，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件能够提高性能。另外，与实施方式1同样地，无需使用如以往那样的在水中的转印工序而能够制造，所以能够提高量产性。另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式1同样地，使石墨烯层30从催化金属40s、40d选择性地生长，在催化金属40s、40d的下表面整面设置有石墨烯层30，所以能够抑制石墨烯层30与催化金属40s、40d之间的接触电阻，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件在石墨烯层30之上形成有接触层60。如上所述，通过作为接触层60的材料例如使用具有电子吸引基的材料或者具有电子供给基的材料，能够将石墨烯层30的状态有意地设为n型或者p型的石墨烯层，无需考虑来自催化金属40s、40d或者电极50s、50d的载流子掺杂的影响，而能够控制石墨烯层30的载流子掺杂，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
在此，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件也可以在石墨烯层30之上层叠多个接触层，也可以在电极50s、50d之间的石墨烯层30形成多个接触层。在该情况下，接触层的材料既可以是相同的材料也可以是不同的材料。
另外，在将作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件用作电磁波检测器的情况下，接触层60的膜厚优选以在对石墨烯层照射电磁波的情况下能够进行光电变换的方式充分薄，但优选不过于薄到从接触层60对石墨烯层30掺杂载流子的程度。另外，接触层60将分子或者电子等载流子导入到石墨烯即可，例如也可以通过使石墨烯浸渍于溶液，以分子级别对石墨烯供给载流子，不形成接触层60而对石墨烯层30掺杂载流子。
另外，作为接触层60，除了上述材料以外，也可以使用产生极性变换的材料。在该情况下，如果接触层60极性变换，则在变换时产生的电子或者空穴被供给到石墨烯层，所以在接触层60接触的石墨烯层产生电子或者空穴的掺杂。因此，即使去掉接触层60，与接触层60接触的石墨烯层原样地成为掺杂电子或者空穴的状态。因此，在作为接触层60使用产生极性变换的材料的情况下，能够去掉接触层60，在将作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件用作电磁波检测器的情况下，石墨烯层的开口部面积增加，能够提高电磁波检测器的检测灵敏度。在此，极性变换是指，极性基团在化学上变换的现象，例如电子吸引基变化为电子供给基、电子供给基变化为电子吸引基、极性基团变化为非极性基团或者非极性基团变化为极性基团。
另外，在接触层60由通过电磁波照射产生极性变换的材料形成的情况下，通过选择在特定的电磁波的波长中产生极性变换的材料，能够仅在特定的电磁波的波长的电磁波照射时产生极性变换，增大光电流。
另外，也可以将通过电磁波照射产生氧化还原反应的材料用作接触层60，能够在石墨烯层30中对石墨烯掺杂在氧化还原反应时产生的电子或者空穴。
在此，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构还能够应用于其他实施方式。
实施方式5.
作为本发明的实施方式5的使用石墨烯的电子器件与实施方式4不同，设置于石墨烯层上的接触层配置于接近源极区域或者漏极区域中的任意区域的位置。其他附加同一符号的部分与其他实施方式的使用石墨烯的电子器件同样地构成，所以省略说明。
图6是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图，剖面的观察方式与实施方式1的情况下的从图1的剖切线A-A观察的剖面图相同。
如图6所示，在作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件中，设置于石墨烯层30上的接触层62配置于接近设置于源极区域或者漏极区域的电极50s、50d中的任意电极的位置。即，在俯视时，在电极50s、50d之间非对称地配置接触层62。
在此，非对称地配置是指，俯视时的电极50s、50d之间的中间线作为对称轴的情况下的接触层62的配置或者形状的非对称性。即，也可以不仅通过如上所述将接触层62配置到电极50d的附近而非对称地配置，而且在对称轴上配置接触层62，配置在俯视时具有相对对称轴非对称的形状的接触层62，还可以使接触层62的配置以及形状这两方非对称。
在此，接触层62的材料与实施方式4相同，与应用的接触层62的材料相伴的效果也与实施方式4相同。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的与实施方式1的图2的(a)～(f)的工序与实施方式1相同，在图2的(f)之后，如图6所示，能够通过在石墨烯层30之上形成接触层62来制造。形成接触层62的具体的方法与实施方式4相同。此时，如果使用用作显影液的氢氧化四甲铵溶液，则未形成接触层62的石墨烯层30的区域被掺杂为n型，仅通过抗蚀剂掩模的显影处理，就能够得到p型石墨烯区域和n型石墨烯区域。由此，掩模形成处理变得不需要，能够实现工艺损伤的降低以及工艺的简化。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件及其制造方法的效果。图7是用于说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的效果的图。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于与实施方式1相同，所以省略详细的说明，但在形成石墨烯层30之后，石墨烯层30不会由于上述沟道区域形成时的蚀刻处理、电极形成时的形成抗蚀剂掩模的工序以及形成金属膜的工序而使石墨烯层受到工艺损伤，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件能够提高性能。另外，与实施方式1同样地，无需使用如以往那样的在水中的转印工序而能够制造，所以能够提高量产性。另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式1同样地，使石墨烯层30从催化金属40s、40d选择性地生长，在催化金属40s、40d的下表面整面设置有石墨烯层30，所以能够抑制石墨烯层30与催化金属40s、40d之间的接触电阻，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式4同样地，能够通过接触层62，控制石墨烯层30的载流子掺杂，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件如图7所示，通过在石墨烯层30之上设置接触层62，在石墨烯层30的与接触层62接触的部分和不与接触层62接触的部分之间形成电荷密度梯度。即，如图7所示，在与沟道区域对应的部分的石墨烯层30中，形成疑似的p型以及n型的电荷密度梯度。在将作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件用作电磁波检测器的情况下，与沟道区域对应的部分的石墨烯层30内的该电荷密度梯度提高与电磁波照射相伴的石墨烯层30内的检测电流的取出效率，所以能够提高使用作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器的检测灵敏度。在此，示出在电极50s、50d之间非对称地配置接触层62的例子，但通过设置接触层62在石墨烯层30内形成电荷密度梯度即可，配置方法不限定于本实施方式的例子。
在此，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构还能够应用于其他实施方式。
实施方式6.
作为本发明的实施方式6的使用石墨烯的电子器件与实施方式4以及实施方式5不同，在与沟道区域对应的石墨烯层的下部设置接触层。其他附加同一符号的部分与其他实施方式的使用石墨烯的电子器件同样地构成，所以省略说明。
图8是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图，剖面的观察方式与实施方式1的情况下的从图1的剖切线A-A观察的剖面图相同。
如图8所示，在作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件中，接触层64设置于与沟道区域对应的石墨烯层30的下部、即与沟道区域对应的石墨烯层30与绝缘膜20之间。
在此，接触层64的材料与实施方式4相同，与应用的接触层64的材料相伴的效果也与实施方式4相同。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法。图9是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法的一部分的剖面图。关于与实施方式1相同的制造方法，省略说明，仅说明代替实施方式1的图2的(d)的图9的工序。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件在经由图2的(a)～(c)的制造工序之后，如图9所示，在与沟道区域对应的石墨烯层30的凹部形成接触层64。之后，以覆盖保护膜22、石墨烯层30以及接触层64的方式形成绝缘膜20。之后的工序与图2的(e)以及(f)相同。形成接触层62的具体的方法与实施方式4相同。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件及其制造方法的效果。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于与实施方式1相同，所以省略详细的说明，但在形成石墨烯层30之后，石墨烯层30不会由于上述沟道区域形成时的蚀刻处理、电极形成时的形成抗蚀剂掩模的工序以及形成金属膜的工序而使石墨烯层受到工艺损伤，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件能够提高性能。另外，与实施方式1同样地，无需使用如以往那样的在水中的转印工序而能够制造，所以能够提高量产性。另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式1同样地，使石墨烯层30从催化金属40s、40d选择性地生长，在催化金属40s、40d的下表面整面设置有石墨烯层30，所以能够抑制石墨烯层30与催化金属40s、40d之间的接触电阻，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式4同样地，能够通过接触层62控制石墨烯层30的载流子掺杂，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件在与沟道区域对应的石墨烯层30的下部设置有接触层64，所以相比于实施方式4以及实施方式5，接触层64不会使照射的电磁波衰减或者将其屏蔽而将电磁波直接照射到石墨烯层，所以能够提高使用作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器的检测灵敏度。
在此，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构还能够应用于其他实施方式。
实施方式7.
作为本发明的实施方式7的使用石墨烯的电子器件与其他实施方式不同，在石墨烯层之上设置至少一个浮置的电极。其他附加同一符号的部分与其他实施方式的使用石墨烯的电子器件同样地构成，所以省略说明。
图10是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图，剖面的观察方式与实施方式1的情况下的从图1的剖切线A-A观察的剖面图相同。
如图10所示，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件在与沟道区域对应的石墨烯层30之上设置至少一个浮置的电极56。浮置的电极56例如能够使用Au、Ag、Cu、Al、Ni、Cr或者Pd等金属材料。在此，电极56未与电源电路等连接，成为浮置。
电极56设置于电极50s、50d之间的石墨烯层30上，具有一维或者二维的周期构造。即，作为一维的周期构造，例如在图10的纸面上的水平方向或者纵深方向周期性地排列多个电极56。另外，作为二维的周期构造，例如在俯视时以正方晶格或者三角晶格等周期性地排列电极56。另外，在俯视时，一个一个电极56能够使用圆形、三角形、四边形、多边形或者椭圆形等的形状。另外，电极56不仅限于具有上述周期性的对称性的排列，也可以形成在俯视时具有非对称性的电极形状。
接下来，使用图10，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法。作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式1的图2的(a)～(f)的工序与实施方式1相同，在图2的(f)之后，如图10所示，能够通过在石墨烯层30上形成电极56来制造。在此，形成电极56的具体的方法例如能够用与在实施方式1中说明的电极50s、50d同样的方法形成。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件及其制造方法的效果。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于与实施方式1相同，所以省略详细的说明，但在形成石墨烯层30之后，石墨烯层30不会由于上述沟道区域形成时的蚀刻处理、电极形成时的形成抗蚀剂掩模的工序以及形成金属膜的工序而使石墨烯层受到工艺损伤，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件能够提高性能。另外，与实施方式1同样地，无需使用如以往那样的在水中的转印工序而能够制造，所以能够提高量产性。另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式1同样地，使石墨烯层30从催化金属40s、40d选择性地生长，在催化金属40s、40d的下表面整面设置有石墨烯层30，所以能够抑制石墨烯层30与催化金属40s、40d之间的接触电阻，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于在与沟道区域对应的石墨烯层30之上设置有浮置的电极56，所以在电磁波的照射中发生的光载流子能够在多个电极56之间来回，光载流子的寿命变长，能够提高在电磁波检测器中使用作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的情况下的电磁波检测器的灵敏度。
另外，通过使多个电极56成为一维的周期性的构造，将电极56的材料设为产生表面等离激元共振的材料，能够针对照射的电磁波在电极56中产生偏振依赖性，对使用石墨烯的电子器件仅照射特定的偏振的电磁波。因此，使用作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器能够仅检测特定的偏振。
另外，通过使多个电极56成为二维的周期性的构造，将电极56的材料设为产生表面等离激元共振的材料，能够使特定的波长的电磁波共振，能够用使用石墨烯的电子器件仅检测具有特定的波长的电磁波。因此，使用作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器能够高灵敏度地仅检测特定的波长的电磁波。
另外，在使多个电极56成为非对称的构造的情况下，与使多个电极56成为一维的周期性的构造的情况同样地，能够针对照射的电磁波在电极56中产生偏振依赖性，对使用石墨烯的电子器件仅照射特定的偏振的电磁波。因此，使用作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器能够仅检测特定的偏振。
在此，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构还能够应用于其他实施方式。
实施方式8.
作为本发明的实施方式8的使用石墨烯的电子器件与实施方式7不同，至少一个浮置的电极埋入于石墨烯层内。其他附加同一符号的部分与其他实施方式的使用石墨烯的电子器件同样地构成，所以省略说明。
图11是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图，剖面的观察方式与实施方式1的情况下的从图1的剖切线A-A观察的剖面图相同。
如图11所示，至少一个浮置的电极58埋入于石墨烯层30内。电极58的材料以及配置的方式与实施方式7的电极56相同，所以省略说明。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法。图12是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法的一部分的剖面图。关于与实施方式1相同的制造方法，省略说明，仅说明作为与实施方式1不同的制造方法的关于代替图2的(a)的图12的工序。
如图12所示，首先，与实施方式1同样地，在催化金属42之上形成电极50s、0d以及催化金属40s、40d。之后，例如，使用光刻或者EB描绘等，在催化金属42上形成具有与电极58对应的开口部的抗蚀剂掩模。然后，使用EB蒸镀或者溅射蒸镀法等使电极58的金属层沉积，将形成于开口部以外的金属膜与抗蚀剂掩模一起剥离，从而形成如图12所示的电极58。之后的工序与实施方式1相同。
在此，作为形成电极58的方法，在形成电极50s、0d以及催化金属40s、40d之后，在其他工序中形成电极58，但不限定于此，例如，也可以在形成电极50s、0d以及催化金属40s、40d时，同时形成电极58。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件及其制造方法的效果。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于与实施方式1相同，所以省略详细的说明，但在形成石墨烯层30之后，石墨烯层30不会由于上述沟道区域形成时的蚀刻处理、电极形成时的形成抗蚀剂掩模的工序以及形成金属膜的工序而使石墨烯层受到工艺损伤，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件能够提高性能。另外，与实施方式1同样地，无需使用如以往那样的在水中的转印工序而能够制造，所以能够提高量产性。另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式1同样地，使石墨烯层30从催化金属40s、40d选择性地生长，在催化金属40s、40d的下表面整面设置有石墨烯层30，所以能够抑制石墨烯层30与催化金属40s、40d之间的接触电阻，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。另外，与实施方式7同样地，光载流子的寿命变长，能够提高在电磁波检测器中使用作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的情况下的电磁波检测器的灵敏度。另外，通过使多个电极58成为一维的周期性的构造，将电极58的材料设为产生表面等离激元共振的材料，与实施方式7同样地，能够仅检测特定的偏振。另外，通过使多个电极58成为二维的周期性的构造，将电极58的材料设为产生表面等离激元共振的材料，与实施方式7同样地，能够高灵敏度地仅检测特定的波长的电磁波。另外，在使多个电极58成为非对称的构造的情况下，与使多个电极58成为一维的周期性的构造的情况同样地，能够仅检测特定的偏振。
在此，也可以在形成电极58之后，去除埋入于石墨烯层30的电极58，从而在与沟道区域对应的石墨烯层30形成凹凸。在该情况下，形成于石墨烯层30的凹凸通过与实施方式7同样地设为周期性的构造或者非对称的构造，起到与实施方式7记载的效果同样的效果。
在此，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构还能够应用于其他实施方式。
实施方式9.
作为本发明的实施方式9的使用石墨烯的电子器件与其他实施方式不同，在与沟道区域对应的部分的石墨烯层下部设置有空间。其他附加同一符号的部分与其他实施方式的使用石墨烯的电子器件同样地构成，所以省略说明。
图13是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图，剖面的观察方式与实施方式1的情况下的从图1的剖切线A-A观察的剖面图相同。
如图13所示，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件在与沟道区域对应的部分的石墨烯层30下部设置有空间80。即，与沟道区域对应的部分的石墨烯层30与实施方式1不同，不与绝缘膜20接触。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法。图14是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法的一部分的剖面图。关于与实施方式1相同的制造方法，省略说明，仅说明作为与实施方式1不同的制造方法的关于代替图2的(d)的图14的工序。
在图2的(a)～(c)的工序之后，如图14所示，与实施方式1同样地，在石墨烯层30以及保护膜22之上形成绝缘膜20。之后，通过蚀刻处理等，去除与沟道区域对应的部分的绝缘膜20。之后，图2的(e)以及(f)的工序与实施方式1相同。在图2的(e)中，基板10与绝缘膜20粘结，但通过图14的工序，与沟道区域对应的部分的石墨烯层30的上部的绝缘膜20被去除，所以与沟道区域对应的部分的石墨烯层30不与绝缘膜20以及基板10接触。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件及其制造方法的效果。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于与实施方式1相同，所以省略详细的说明，但在形成石墨烯层30之后，石墨烯层30不会由于上述沟道区域形成时的蚀刻处理、电极形成时的形成抗蚀剂掩模的工序以及形成金属膜的工序而使石墨烯层受到工艺损伤，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件能够提高性能。另外，与实施方式1同样地，无需使用如以往那样的在水中的转印工序而能够制造，所以能够提高量产性。另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式1同样地，使石墨烯层30从催化金属40s、40d选择性地生长，在催化金属40s、40d的下表面整面设置有石墨烯层30，所以能够抑制石墨烯层30与催化金属40s、40d之间的接触电阻，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件在与沟道区域对应的部分的石墨烯层30下部设置有空间80，所以能够去除与绝缘膜20和石墨烯层30的接触相伴的载流子的散射的影响，能够抑制载流子的迁移率降低，所以能够提高作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的性能。另外，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能，所以能够提高使用作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器的灵敏度。
在此，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件仅在与沟道区域对应的部分的石墨烯层30的下部形成有空间80，但也可以在与电极50s、50d接触的石墨烯层30的下部形成空间。
在此，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构还能够应用于其他实施方式。
实施方式10.
作为本发明的实施方式10的使用石墨烯的电子器件与其他实施方式不同，与沟道区域对应的石墨烯层与基板相接。其他附加同一符号的部分与其他实施方式的使用石墨烯的电子器件同样地构成，所以省略说明。
图15是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图，剖面的观察方式与实施方式1的情况下的从图1的剖切线A-A观察的剖面图相同。
如图15所示，在作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件中，与沟道区域对应的石墨烯层30与基板12相接。基板12能够使用与在实施方式1中说明的基板10相同的材料。在此，作为基板12的材料，优选使用硅等半导体材料、具体而言高电阻硅基板、形成热氧化膜而提高绝缘性的基板或者掺杂有杂质的硅基板或者锗、III-V族或者II-V族半导体等化合物半导体。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法。关于与实施方式1以及实施方式9相同的制造方法，省略说明，仅说明作为与实施方式1以及实施方式9不同的制造方法的工序。
在图2的(a)～(c)的工序以及图14的工序之后，例如使用溶液法等，以使绝缘膜20上以及在绝缘膜20的开口部露出的石墨烯层30接触的方式对基板12进行成膜。在此，作为基板12，也可以使用平坦的基板而与石墨烯层30接触。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件及其制造方法的效果。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于与实施方式1相同，所以省略详细的说明，但在形成石墨烯层30之后，石墨烯层30不会由于上述沟道区域形成时的蚀刻处理、电极形成时的形成抗蚀剂掩模的工序以及形成金属膜的工序而使石墨烯层受到工艺损伤，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件能够提高性能。另外，与实施方式1同样地，无需使用如以往的在水中的转印工序而能够制造，所以能够提高量产性。另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式1同样地，使石墨烯层30从催化金属40s、40d选择性地生长，在催化金属40s、40d的下表面整面设置有石墨烯层30，所以能够抑制石墨烯层30与催化金属40s、40d之间的接触电阻，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件通过设置基板12，与沟道区域对应的石墨烯层30与基板12相接，与实施方式1同样地，对基板12施加背栅电压。因此，通过将基板12以及电极50s、50d设为端子，能够设为石墨烯层30和基板12的肖特基构造，能够提高作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，在使用作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器的情况下，通过在基板12中选择吸收电磁波的检测波长的材料，能够利用石墨烯-基板肖特基将在基板12中生成的载流子直接注入到石墨烯层30，能够提高电磁波检测器的检测灵敏度。另外，在本实施方式中，说明具有源极电极/漏极电极的构造，但未必需要源极电极/漏极电极，也可以使用仅具有源极或者漏极中的任一方的构造。在该情况下，成为源极或者漏极和栅极的2端子的二极管构造。此时，能够通过肖特基接合进行截止动作。另外，在用作电磁波检测器时，在截止动作时暗电流降低，所以噪声被降低。
在此，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构还能够应用于其他实施方式。
实施方式11.
作为本发明的实施方式11的使用石墨烯的电子器件与实施方式10不同，在与沟道区域对应的石墨烯层中具有石墨烯层和基板接触的区域以及石墨烯层和绝缘膜接触的区域。其他附加同一符号的部分与其他实施方式的使用石墨烯的电子器件同样地构成，所以省略说明。
图16是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图，剖面的观察方式与实施方式1的情况下的从图1的剖切线A-A观察的剖面图相同。
如图16所示，在作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件中，与源极电极/漏极电极50s、50d之间的沟道区域对应的石墨烯层30具有与基板12相接的区域以及与绝缘膜20接触的区域，在与源极/漏极区域对应的石墨烯层30的侧面设置有绝缘膜20。例如，在应用于实施方式2的情况下，在与沟道区域对应的单层石墨烯层32设置有与基板12相接的区域和与绝缘层20接触的区域。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法。图17是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法的一部分的剖面图。关于与实施方式1相同的制造方法，省略说明，仅说明作为与实施方式1不同的制造方法的工序。
在图2的(a)～(c)的工序之后，如图17所示，与实施方式1同样地，在石墨烯层30以及保护膜22之上形成绝缘膜20。之后，如图17所示，通过蚀刻处理等去除与沟道区域对应的石墨烯层30的上部的一部分的绝缘膜20。此时，在与沟道区域对应的石墨烯层30的上部设置有形成有绝缘膜20的区域和通过蚀刻形成有开口部82的区域。
之后，在图2的(e)的工序中，例如，使用溶液法等，以使绝缘膜20上以及在绝缘膜20的开口部82露出的石墨烯层30接触的方式对基板12进行成膜。在此，作为基板12，也可以使用平坦的基板而与石墨烯层30接触。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件及其制造方法的效果。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于与实施方式1相同，所以省略详细的说明，但在形成石墨烯层30之后，石墨烯层30不会由于上述沟道区域形成时的蚀刻处理、电极形成时的形成抗蚀剂掩模的工序以及形成金属膜的工序而使石墨烯层受到工艺损伤，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件能够提高性能。另外，与实施方式1同样地，无需使用如以往那样的在水中的转印工序而能够制造，所以能够提高量产性。另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式1同样地，使石墨烯层30从催化金属40s、40d选择性地生长，在催化金属40s、40d的下表面整面设置有石墨烯层30，所以能够抑制石墨烯层30与催化金属40s、40d之间的接触电阻，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件通过设置基板12，与沟道区域对应的石墨烯层30与基板12相接，与实施方式10同样地，能够设为石墨烯层30和基板12的肖特基构造，能够提高作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，在使用作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器的情况下，通过在基板12中选择吸收电磁波的检测波长的材料，能够利用石墨烯-基板肖特基将在基板12中生成的载流子直接注入到石墨烯层30，进而，由于隔着绝缘膜20在基板12中产生的电场变化，在石墨烯层30中产生栅极电压的变化、即后述光栅控效应。由此，除了从基板12注入到石墨烯层30的载流子以外，由于在基板12中产生的电场变化而石墨烯层30的电导率变化，所以能够比实施方式10进一步提高电磁波检测器的检测灵敏度。另外，在本实施方式中，说明具有源极电极/漏极电极的构造，但未必需要源极电极/漏极电极，也可以使用仅具有源极或者漏极中的任一方的构造。在该情况下，成为源极或者漏极和栅极的2端子的二极管构造。此时，能够通过肖特基接合进行截止动作。另外，在用作电磁波检测器时，在截止动作时暗电流降低，所以噪声被降低。
在此，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构还能够应用于其他实施方式。
实施方式12
作为本发明的实施方式12的使用石墨烯的电子器件与其他实施方式不同，其特征在于，以乱层构造设置有与沟道区域对应的石墨烯层。其他附加同一符号的部分与其他实施方式的使用石墨烯的电子器件同样地构成，所以省略说明。
图18是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图，剖面的观察方式与实施方式1的情况下的从图1的剖切线A-A观察的剖面图相同。
如图18所示，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件以乱层构造设置有与沟道区域对应的石墨烯层38。具体而言，在与沟道区域对应的石墨烯层38设置层叠多个石墨烯且以石墨烯彼此的晶格相互不匹配的状态层叠的乱层构造的石墨烯层，在与源极/漏极区域对应的石墨烯层39s、39d，设置层叠多个石墨烯且以石墨烯彼此的晶格相互匹配的状态层叠的A-B层叠构造的多层石墨烯或者单层石墨烯。例如，在应用于实施方式2的情况下，在单层石墨烯层32上设置以乱层构造设置的1层以上的石墨烯，成为乱层构造的石墨烯层38。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法。关于与实施方式1相同的制造方法，省略说明，仅说明作为与实施方式1不同的制造方法的工序。
在图2的(a)～(f)的工序之后，在最表面露出的石墨烯层30上，多次转印用CVD制作的石墨烯层，以乱层构造层叠石墨烯。之后，通过去除沟道区域以外的石墨烯，能够在与沟道区域对应的部分中形成乱层构造的石墨烯层38。
另外，既可以在图2的(a)～(c)的工序之后，在石墨烯层30上，将乙醇等作为碳源通过CVD法使石墨烯生长而形成乱层构造的石墨烯层38，也可以在图2的(a)～(c)的工序之后，在石墨烯层30上多次转印石墨烯而形成乱层构造的石墨烯层38。在该情况下，既可以在与沟道区域对应的石墨烯层30的部分使用掩模等选择性地形成，也可以在石墨烯层30整面形成乱层构造的石墨烯。
接下来，说明作为本实施方式的使用9的电子器件及其制造方法的效果。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于与实施方式1相同，所以省略详细的说明，但在形成石墨烯层30之后，石墨烯层30不会由于上述沟道区域形成时的蚀刻处理、电极形成时的形成抗蚀剂掩模的工序以及形成金属膜的工序而使石墨烯层受到工艺损伤，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件能够提高性能。另外，与实施方式1同样地，无需使用如以往那样的在水中的转印工序而能够制造，所以能够提高量产性。另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式1同样地，使石墨烯层30从催化金属40s、40d选择性地生长，在催化金属40s、40d的下表面整面设置有石墨烯层30，所以能够抑制石墨烯层30与催化金属40s、40d之间的接触电阻，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件通过在沟道区域中使用乱层构造的石墨烯，石墨烯的迁移率提高。通常的层叠石墨烯被称为A-B层叠，以石墨烯彼此的晶格相互匹配的状态层叠。但是，通过CVD制作的石墨烯是多结晶，在石墨烯上进而多次转印石墨烯的情况、通过CVD将基底的石墨烯作为核层叠石墨烯的情况下，成为作为石墨烯彼此的晶格相互不匹配的状态的乱层构造。关于乱层构造的石墨烯，层间的相互作用的影响少，具有与单层石墨烯同等的性质。进而，石墨烯受到成为基底的绝缘膜的载流子散射的影响而迁移率降低，但关于以乱层构造层叠的石墨烯，与绝缘膜接触的石墨烯受到载流子散射的影响，但在石墨烯上以乱层构造层叠的石墨烯不易受到基底的绝缘膜的载流子散射的影响，所以能够提高电场效果迁移率，能够提高作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的性能。
在此，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构还能够应用于其他实施方式。
实施方式13
作为本发明的实施方式13的使用石墨烯的电子器件与其他实施方式不同，以平坦的层设置石墨烯层。其他附加同一符号的部分与其他实施方式的使用石墨烯的电子器件同样地构成，所以省略说明。
图19是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构的剖面图，剖面的观察方式与实施方式1的情况下的从图1的剖切线A-A观察的剖面图相同。
如图19所示，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式1不同，以平坦的层设置石墨烯层36。即，石墨烯层36并非如实施方式1那样的凸部形状，而完全埋入于绝缘膜20，具有连续平坦的形状。因此，石墨烯层36的上表面全部与绝缘膜20的上表面一致。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法。图20是示出作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的制造方法的剖面图。
首先，例如，准备硅基板等基板90，使用光刻或者EB描绘等，在基板90上形成具有开口部的抗蚀剂掩模。之后，按照电极50s、50d、催化金属40s、40d的顺序使用EB蒸镀或者溅射蒸镀法等使各个金属层沉积，将形成于开口部以外的金属膜与抗蚀剂掩模一起剥离，从而如图20的(a)所示，留下一部分的催化金属40s、40d以及电极50s、50d，去除不需要的催化金属40s、40d以及电极50s、50d，在基板90上形成催化金属40s、40d以及电极50s、50d。之后，使用光刻或者EB描绘等，形成仅在催化金属40s、40d以及电极50s、50d之间具有开口部的抗蚀剂掩模，在开口部内例如对包括Cu的金属膜进行成膜，将形成于开口部以外的金属膜与抗蚀剂掩模一起剥离，从而如图20的(a)所示，留下一部分的催化金属44，去除不需要的催化金属44，在基板90上形成催化金属44。此时，以使催化金属40s、40d以及催化金属44的上表面平坦地一致的方式调整各金属膜的膜厚。
在此，作为催化金属44的金属材料，例如能够使用Cu、Ni、Al、Fe、Co、W或者Cr等。另外，基板90不限定于硅基板，与实施方式1不同，不用作催化金属，所以能够在后面的工序中去除，是能够支撑作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的材料即可，也可以与实施方式1的基板10相同。
接下来，使用蒸镀、CVD法或者ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)法等，以覆盖基板90、催化金属40s、40d、44以及电极50s、50d的方式，例如形成包括硅氧化膜的保护膜22。然后，如图20的(b)所示，例如，通过蚀刻处理等，去除基板90上的催化金属40s、40d、44上的保护膜22。
接下来，如图20的(c)所示，在从保护膜22露出的催化金属40s、40d、44上表面，例如，使用热CVD法或者等离子体CVD法选择性地形成石墨烯层36。例如，在热CVD法的情况下，通过将CVD装置内加热到1000℃，将H2气体以及CH4气体注入到CVD装置内，形成石墨烯层36。此时，催化金属40s、40d、44的上表面平坦，所以石墨烯层36平坦地形成。在此，例如在使用等离子体CVD法的情况下，还能够使用低温等离子体CVD法使得催化金属40s、40d、44以及电极50s、50d的金属材料不熔解或者合金化。
在此，例如通过在催化金属40s、40d中使用Ni，在催化金属44中使用Cu，如实施方式2那样，能够在催化金属40s、40d之上选择性地形成多层石墨烯，在催化金属44之上选择性地形成单层石墨烯，连续地平坦地形成单层石墨烯层以及多层石墨烯层。
接下来，如图20的(d)所示，在石墨烯层36以及保护膜22之上，例如使用旋涂法等溶液法、真空蒸镀法等物理蒸镀法或者CVD法等化学蒸镀法等，例如形成包括氧化硅的绝缘膜20。之后，为了使绝缘膜20的上表面和基板10接合，最好预先使绝缘膜20的上表面平坦化。
接下来，如图20的(e)所示，使平坦化后的绝缘膜20的上表面和基板10接合而粘结。使绝缘膜20的上表面和基板10接合而粘结的方法与实施方式1相同，所以省略说明。
然后，如图20的(f)所示，通过蚀刻法或者剥离法等去除基板90以及催化金属44。去除基板90的方法与实施方式1相同，所以省略说明，但在去除催化金属44的情况下，通过使用催化金属44被选择性地溶解的材料、例如在催化金属42为铜箔的情况下使用铜选择蚀刻液，能够选择性地去除催化金属44。
根据以上，能够制造作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件及其制造方法的效果。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于与实施方式1相同，所以省略详细的说明，但在形成石墨烯层32之后，石墨烯层32不会由于上述沟道区域形成时的蚀刻处理、电极形成时的形成抗蚀剂掩模的工序以及形成金属膜的工序而使石墨烯层受到工艺损伤，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件能够提高性能。另外，与实施方式1同样地，无需使用如以往那样的在水中的转印工序而能够制造，所以能够提高量产性。另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式1同样地，使石墨烯层32从催化金属40s、40d选择性地生长，在催化金属42s、42d的下表面整面设置有石墨烯层32，所以能够抑制石墨烯层32与催化金属40s、40d之间的接触电阻，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于以平坦的层设置石墨烯层，所以相比于实施方式1，由于石墨烯层的弯曲引起的光载流子的迁移率的降低被抑制，能够提高使用作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器的电磁波检测灵敏度。
在此，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构还能够应用于其他实施方式。
实施方式14.
在作为本发明的实施方式14的使用石墨烯的电子器件中，作为绝缘膜20的材料，使用特性通过电磁波的照射而变化、对石墨烯层30提供电位的变化的材料。其他附加同一符号的部分与其他实施方式的使用石墨烯的电子器件同样地构成，所以省略说明。
在此，作为特性通过电磁波的照射而变化、对石墨烯层30提供电位的变化的材料，例如，能够使用量子点、强电介体材料、液晶材料、富勒烯、稀土类氧化物、半导体材料、pn结材料、金属-半导体接合材料或者金属-绝缘物-半导体接合材料等。例如，通过作为强电介体材料而使用具有利用电磁波的极化效果(焦电效应)的强电介体材料，能够通过电磁波的照射在强电介体中产生极化的变化而对石墨烯层30提供电位的变化。
接下来，说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件及其制造方法的效果。
作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件由于与实施方式1相同，所以省略详细的说明，但在形成石墨烯层30之后，石墨烯层30不会由于上述沟道区域形成时的蚀刻处理、电极形成时的形成抗蚀剂掩模的工序以及形成金属膜的工序而使石墨烯层受到工艺损伤，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件能够提高性能。另外，与实施方式1同样地，无需使用如以往那样的在水中的转印工序而能够制造，所以能够提高量产性。另外，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件与实施方式1同样地，使石墨烯层30从催化金属40s、40d选择性地生长，在催化金属42s、42d的下表面整面设置有石墨烯层34s、34d，所以能够抑制石墨烯层30与催化金属40s、40d之间的接触电阻，能够提高使用石墨烯的电子器件的性能。
另外，在作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件中，作为绝缘膜20的材料，使用特性通过电磁波的照射而变化、对石墨烯层30提供电位的变化的材料。以下，详细说明其效果。图21是用于说明作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的效果的图，是示出从基板10施加的栅极电压Vbg和在石墨烯层30流过的电流Id的关系的图。
在电磁波未入射到作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的情况下，作为本实施方式的电磁波检测器示出如图21的虚线所示的栅极电压Vbg-电流Id的特性、成为表示通常的石墨烯中的两极性的晶体管动作的曲线。在此，将提供狄拉克点的栅极电压Vbg设为VDP。
另一方面，在电磁波入射到使用石墨烯的电子器件的情况下，绝缘膜20通过电磁波的照射引起特性的变化，施加到石墨烯层30的栅极电压变化。在将由于绝缘膜20的特性变化引起的栅极电压的变化量设为Vph时，电磁波入射到使用石墨烯的电子器件的情况的栅极电压Vbg-电流Id的特性成为如图21的实线所示的曲线，成为提供狄拉克点的栅极电压从VDP移位到VDP+Vph的曲线。
即，在电磁波入射到使用石墨烯的电子器件时，栅极电压Vbg-电流Id的特性从图21的虚线所示的曲线移位到图21的实线所示的曲线，所以在电极50s、50d之间的石墨烯层30中发生作为与绝缘膜20的特性变化相伴的石墨烯层30的电量的变化的ΔIph的差分电流。将这样的效果称为光栅控效应或者光开关，通过检测作为该电量的变化的差分电流ΔIph，能够检测电磁波的入射。
石墨烯层30是在使用单层的石墨烯的情况下厚度为原子层1层这样的薄膜，电子的迁移率大。因此，相比于通常的半导体，相对轻微的电位变化而产生大的电流变化。例如，针对通过栅极电压的变化Vph施加的向石墨烯层30的电位变化的电流变化量ΔIph相比于通常的半导体，在根据电子的迁移率以及膜厚计算时，变大几百倍～几千倍程度。
因此，相比于石墨烯的低光电变换效率，通过利用光栅控效应，石墨烯层30的检测电流的取出效率大幅变大。这样的光栅控效应并非直接增强光电变换材料的量子效率，而增大由电磁波入射引起的电流变化，所以等价地根据由电磁波入射引起的差分电流计算的量子效率能够超过100％。因此，能够比以往的电磁波检测器得到高灵敏度的电磁波检测器。
另外，除了上述差分电流以外，还产生在其他实施方式中说明的石墨烯本来的光电变换效率所引起的光电流，所以在石墨烯层30中，通过电磁波的入射，除了与上述光栅控效应相伴的差分电流以外，还能够检测石墨烯本来的光电变换效率所引起的光电流。
在此，说明将特性通过电磁波的照射而变化、对石墨烯层30提供电位的变化的材料应用于绝缘膜20的例子，但不限定于此，例如，可以应用于基板10或者接触层60、62、64中的任意接触层。另外，也可以对绝缘膜20、基板10以及接触层60、62、64的至少一个以上应用特性通过电磁波的照射而变化、对石墨烯层30提供电位的变化的材料。例如，对接触层60、62、64应用特性通过电磁波的照射而变化、对石墨烯层30提供电位的变化的材料的情况下，接触层60、62、64无需一定与石墨烯层直接接触，只要能够对石墨烯层提供电位的变化，则也可以隔着绝缘膜等在石墨烯层的上表面或者下表面设置接触层60、62、64。
在此，作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的结构还能够应用于其他实施方式。
实施方式15.
在作为本发明的实施方式15的电磁波检测器中，作为检测元件，具有多个作为实施方式1的使用石墨烯的电子器件，在一维方向或者二维方向阵列状地配置。图22是示出作为本实施方式的电磁波检测器的结构的俯视图。图23是示出作为本实施方式的电磁波检测器的结构的剖面图。图24是示出作为本实施方式的电磁波检测器的结构的电路图。
如图22所示，作为本实施方式的电磁波检测器具有多个作为实施方式1的使用石墨烯的电子器件100作为检测元件，在二维方向阵列状地配置。在本实施方式中，作为实施方式1的使用石墨烯的电子器件100被配置成2×2的阵列状。但是，配置的使用石墨烯的电子器件100的数量不限于此。另外，在本实施方式中，二维地周期性地排列，但也可以一维地周期性地排列。另外，也可以并非周期性地而以不同的间隔配置。
在这样利用使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器中，能够检测从紫外光至微波非常宽的波长范围的电磁波。特别是，通过阵列状地排列，还能够用作图像传感器。例如，在将电磁波检测器应用于车载传感器的情况下，在白天能够用作可见光图像用摄像机，在夜间还能够用作红外线摄像机，无需根据电磁波的检测波长分开使用具有图像传感器的摄像机。
另外，作为本实施方式的电磁波检测器如图23所示，具备：使用石墨烯的电子器件100，如上所述阵列状地排列；以及读出电路基板250，读出从使用石墨烯的电子器件100分别得到的电信号，使用石墨烯的电子器件100的电极50s、50d以及读出电路基板250经由凸块70电连接。
在此，在本实施方式中，与使用石墨烯的电子器件100独立地设置有读出电路基板250，但也可以在与使用石墨烯的电子器件100相同的基板设置后述读出电路。此时，为了接合使用石墨烯的电子器件100和读出电路基板250，最好在电子器件100以及读出电路基板250中形成对准标记。
另外，在作为本实施方式的电磁波检测器中，如图24所示，对上述阵列状地排列的使用石墨烯的电子器件100分别连接列选择晶体管300以及行选择晶体管400，对列选择晶体管300的另一端连接输出使用石墨烯的电子器件100检测的电磁波的信号的输出电路500，对行选择晶体管400的另一端连接对使用石墨烯的电子器件100施加偏置电压Vd的偏置电路600。
另外，列选择晶体管300的栅极与针对每个列设置的水平信号线连接，各水平信号线与水平扫描电路700连接，水平扫描电路700驱动各列的水平信号线，针对每个列控制列选择晶体管300。另外，行选择晶体管400的栅极与针对每个行设置的垂直信号线连接，各垂直信号线与垂直扫描电路800连接，垂直扫描电路800驱动各行的垂直信号线，针对每个行控制行选择晶体管400。即，通过水平扫描电路700以及垂直扫描电路800，选择各列以及各行，选择作为对应的一个检测元件的使用石墨烯的电子器件100。
在本实施方式中，在如图23所示构成的电磁波检测器的情况下，在图24中说明的列选择晶体管300、行选择晶体管400、输出电路500、偏置电路600、水平扫描电路700以及垂直扫描电路800被集成到读出电路基板250。
接下来，使用图24，说明作为本实施方式的电磁波检测器的动作。
首先，垂直扫描电路800选择一个垂直信号线，施加电压。然后，水平扫描电路700选择一个水平信号线，选择一个使用石墨烯的电子器件100。
之后，选择的使用石墨烯的电子器件100通过从偏置电路600被施加偏置电压Vd，流过电流Id，输出到输出电路500。
输出电路500将在选择的使用石墨烯的电子器件100流过的电流Id作为使用石墨烯的电子器件100检测的电磁波的信号，作为电信号输出。
之后，通过水平扫描电路700以及垂直扫描电路800，选择接下来的使用石墨烯的电子器件100，对所有使用石墨烯的电子器件100进行上述动作，将电磁波检测器检测的电磁波的影像信号作为电信号输出。
根据以上，使用如上所述构成的作为本实施方式的使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器通过使用石墨烯，能够检测宽的波长域的电磁波。
在此，在本实施方式中，以具有多个作为实施方式1的使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器为例子进行说明，但也可以代替作为实施方式1的使用石墨烯的电子器件，使用作为其他实施方式的电磁波检测器。
实施方式16.
作为本发明的实施方式16的电磁波检测器与实施方式12不同，具有多个种类相互不同的使用石墨烯的电子器件，在一维方向或者二维方向阵列状地配置。图25是示出作为本实施方式的电磁波检测器的结构的俯视图。在此，作为本实施方式的电磁波检测器的剖面的结构以及电路结构与实施方式12相同，所以省略说明。
如图25所示，在本实施方式的电磁波检测器中，种类相互不同的使用石墨烯的电子器件200、201、202、203被配置成2×2的矩阵状。但是，配置的电磁波检测器的数量不限于此。另外，在本实施方式中，二维地周期性地排列，但也可以一维地周期性地排列。另外，也可以并非周期性地而以不同的间隔配置。
在作为本实施方式的电磁波检测器中，通过一维或者一维的阵列状地配置在实施方式1～12中叙述的种类不同的使用石墨烯的电子器件，能够具有作为图像传感器的功能。例如，也可以由检测波长分别不同的使用石墨烯的电子器件形成使用石墨烯的电子器件200、201、202、203。具体而言，根据实施方式1～12记载的使用石墨烯的电子器件，准备具有分别不同的检测波长选择性的使用石墨烯的电子器件，阵列状地排列。由此，电磁波检测器能够检测至少2个以上不同的波长的电磁波。
通过阵列状地配置这样具有不同的检测波长的使用石墨烯的电子器件，与在可见光域使用的影像传感器同样地，在紫外光、红外光、太赫兹波、电波的波长域中也能够识别波长，能够得到彩色化的图像。
另外，作为影像传感器以外的用途，即便是少的像素数，也能够用作物体的位置检测用传感器。通过电磁波检测器的构造，能够得到检测多个波长的电磁波的强度的图像传感器。由此，无需使用以往在CMOS影像传感器等中必要的滤色器而能够检测多个波长的电磁波，得到彩色图像。
进而，通过对检测的偏振不同的使用石墨烯的电子器件进行阵列化，也能够形成偏振识别影像传感器。例如，通过将探测的偏振角度为0°、90°、45°、135°的4个像素作为一个单位而配置多个，能够进行偏振成像。偏振识别影像传感器例如能够实现人造物和自然物的识别、材料识别、红外波长域中的同一温度物体的识别、物体之间的边界的识别或者等价的分辨率的提高等。
根据以上，如上所述构成的作为本实施方式的利用使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器与实施方式13同样地，能够检测宽的波长域的电磁波。另外，作为本实施方式的利用使用石墨烯的电子器件的电磁波检测器能够提供能够检测不同的波长的电磁波的电磁波检测器。
此外，本发明能够在该发明的范围内自由地组合各实施方式或者将各实施方式适当地变形、省略。进而，本发明不限于上述实施方式，能够在实施阶段中在不脱离其要旨的范围内进行各种变形。另外，在上述实施方式中包括各种阶段的发明，能够通过公开的多个构成要件中的适当的组合实现各种发明。

Claims (22)

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石墨烯的电子器件的制造方法，其特征在于，
在形成所述石墨烯层(30、36)的工序中，在所述第2催化金属(42、44)上形成单层石墨烯层(32)，在所述第3催化金属(40s、40d)上形成多层石墨烯层(34s、34d)。
14.根据权利要求11所述的使用石墨烯的电子器件的制造方法，其特征在于，
具备在形成所述第2催化金属(42、44)之后在所述第2催化金属(42、44)之上对第1金属膜进行成膜的工序，
在形成所述第3催化金属(40s、40d)的工序中，在对所述第1金属膜进行成膜之后，在所述第1金属膜之上对所述第3催化金属(40s、40d)进行成膜，留下成为第3电极(50s、50d)的所述第1金属膜的一部分以及所述第3催化金属(40s、40d)的一部分，使所述第2催化金属(42、44)露出。
15.根据权利要求12所述的使用石墨烯的电子器件的制造方法，其特征在于，
具备在所述第3基板(90)之上对第2金属膜进行成膜的工序，
在形成所述第3催化金属(40s、40d)的工序中，在对所述第2金属膜进行成膜之后，在所述第2金属膜之上对所述第3催化金属(40s、40d)进行成膜，留下成为第4电极(50s、50d)的所述第2金属膜的一部分以及所述第3催化金属(40s、40d)的一部分而去除所述第2金属膜以及所述第3催化金属(40s、40d)。
16.根据权利要求14所述的使用石墨烯的电子器件的制造方法，其特征在于，
具备在形成所述第2催化金属(42、44)之后在所述第2催化金属(42、44)之上对金属材料与所述第1金属膜不同的第3金属膜进行成膜的工序，
在形成所述第3催化金属(40s、40d)的工序中，在对所述第3金属膜进行成膜之后，在所述第3金属膜之上对所述第3催化金属(40s、40d)进行成膜，留下成为第4电极(52、54)的所述第3金属膜的一部分以及所述第3催化金属(40s、40d)的一部分，使所述第2催化金属(42、44)露出。
17.根据权利要求10至16中的任意一项所述的使用石墨烯的电子器件的制造方法，其特征在于，
具备形成与所述石墨烯层(30、36)的上表面或者下表面接触且能够对所述石墨烯层(30、36)供给空穴或者电子的接触层(60、62、64)的工序、在所述石墨烯层(30、36)上形成至少一个作为浮置电极的第5电极(56、58)的工序以及在所述石墨烯层(30、36)与所述第2基板(10)之间形成空间(80)的工序的至少一个。
18.根据权利要求10至17中的任意一项所述的使用石墨烯的电子器件的制造方法，其特征在于，
具备去除所述绝缘膜(20)的一部分而使所述石墨烯层(30、36)的一部分露出的工序，在所述绝缘膜(20)上形成所述第2基板(10)的工序中，使通过所述绝缘膜(20)的去除而露出的所述石墨烯层(30、36)和所述第2基板(10)接触。
19.根据权利要求18所述的使用石墨烯的电子器件的制造方法，其特征在于，
在去除所述绝缘膜(20)的一部分而使所述石墨烯层(30、36)的一部分露出的工序中，使所述石墨烯层(30、36)的沟道区域的一部分露出，
在所述绝缘膜(20)上形成所述第2基板(10)的工序中，使露出的所述石墨烯层(30、36)的沟道区域的一部分和所述第2基板(10)接触，使未露出的所述石墨烯层(30、36)的沟道区域的一部分和所述绝缘膜(20)接触。
20.根据权利要求10至19中的任意一项所述的使用石墨烯的电子器件的制造方法，其特征在于，
具备在所述石墨烯层(30)上形成具有至少1层以上的乱层构造的石墨烯的工序。
21.根据权利要求10至20中的任意一项所述的使用石墨烯的电子器件的制造方法，其特征在于，
所述第2基板(10)、所述绝缘膜(20)以及所述接触层(60、62、64)的至少一个是特性通过电磁波的照射而变化、对所述石墨烯层(30、36)提供电位的变化的材料。
22.一种电磁波检测器，其特征在于，
具有多个权利要求1至9中的任意一项所述的使用石墨烯的电子器件或者通过权利要求10至21中的任意一项所述的使用石墨烯的电子器件的制造方法制造的使用石墨烯的电子器件，多个所述电子器件在一维方向或者二维方向阵列状地配置。
CN201980018111.6A 2018-06-28 2019-01-09 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 Active CN112272869B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-122776 2018-06-28
JP2018122776 2018-06-28
PCT/JP2019/000376 WO2020003564A1 (ja) 2018-06-28 2019-01-09 グラフェンを用いた電子デバイス、その製造方法及びそれを備えた電磁波検出器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112272869A true CN112272869A (zh) 2021-01-26
CN112272869B CN112272869B (zh) 2024-03-15

Family

ID=68986199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980018111.6A Active CN112272869B (zh) 2018-06-28 2019-01-09 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

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11876141B2 (zh)
JP (1) JP6642769B1 (zh)
CN (1) CN112272869B (zh)
WO (1) WO2020003564A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115699338A (zh) * 2020-06-15 2023-02-03 三菱电机株式会社 电磁波检测器以及电磁波检测器阵列
WO2022085097A1 (ja) * 2020-10-21 2022-04-28 シャープ株式会社 表示装置およびその製造方法
WO2022091537A1 (ja) * 2020-10-26 2022-05-05 三菱電機株式会社 電磁波検出器および電磁波検出器アレイ
JP2022074642A (ja) * 2020-11-05 2022-05-18 富士通株式会社 光センサ及びその製造方法
CN114613676A (zh) * 2020-12-09 2022-06-10 清华大学 场效应晶体管及其制备方法
CA3218961A1 (en) * 2021-05-14 2022-11-17 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation "device for interacting with electromagnetic radiation"
CN114659625B (zh) * 2022-03-17 2023-04-25 电子科技大学 基于石墨烯机械振子的性能可调辐射热计及制备方法
WO2024100784A1 (ja) * 2022-11-09 2024-05-16 三菱電機株式会社 電磁波検出器および電磁波検出器集合体

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130214252A1 (en) * 2010-09-08 2013-08-22 President And Fellows Of Harvard College Controlled synthesis of monolithically-integrated graphene structure
WO2014017592A1 (ja) * 2012-07-27 2014-01-30 独立行政法人産業技術総合研究所 グラフェントランジスタ及びその製造方法
US20140319357A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 Mitsubishi Electric Corporation Electromagnetic wave detector and electromagnetic wave detector array
US20150270406A1 (en) * 2014-03-21 2015-09-24 Boe Technology Group Co., Ltd. Method for preparing graphene, thin-film transistor, array substrate, and display panel
US20170179234A1 (en) * 2015-12-16 2017-06-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Multilayer graphene, method of forming the same, device including the multilayer graphene, and method of manufacturing the device
CN107210326A (zh) * 2015-01-28 2017-09-26 三菱电机株式会社 电磁波检测器以及电磁波检测器阵列

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5150690B2 (ja) * 2010-09-16 2013-02-20 株式会社東芝 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP5691524B2 (ja) 2011-01-05 2015-04-01 ソニー株式会社 グラフェン膜の転写方法および透明導電膜の製造方法
KR101878741B1 (ko) * 2012-01-26 2018-07-16 삼성전자주식회사 트랜지스터 및 그 제조방법
JP5668009B2 (ja) * 2012-03-26 2015-02-12 株式会社東芝 配線及び半導体装置
US9627562B2 (en) * 2013-03-22 2017-04-18 Nanyang Technological University Method of manufacturing a monolayer graphene photodetector and monolayer graphene photodetector
US9337275B2 (en) 2014-01-28 2016-05-10 Infineon Technologies Ag Electrical contact for graphene part
JP6241318B2 (ja) 2014-02-28 2017-12-06 富士通株式会社 グラフェン膜の製造方法及び半導体装置の製造方法
US9882008B2 (en) * 2015-11-05 2018-01-30 Texas Instruments Incorporated Graphene FET with graphitic interface layer at contacts
CN108701737B (zh) 2016-02-24 2021-10-08 三菱电机株式会社 电磁波检测器
US10847757B2 (en) * 2017-05-04 2020-11-24 Carbon Nanotube Technologies, Llc Carbon enabled vertical organic light emitting transistors
KR102430705B1 (ko) * 2017-10-30 2022-08-10 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법
CN115699338A (zh) * 2020-06-15 2023-02-03 三菱电机株式会社 电磁波检测器以及电磁波检测器阵列

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130214252A1 (en) * 2010-09-08 2013-08-22 President And Fellows Of Harvard College Controlled synthesis of monolithically-integrated graphene structure
WO2014017592A1 (ja) * 2012-07-27 2014-01-30 独立行政法人産業技術総合研究所 グラフェントランジスタ及びその製造方法
US20140319357A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 Mitsubishi Electric Corporation Electromagnetic wave detector and electromagnetic wave detector array
US20150270406A1 (en) * 2014-03-21 2015-09-24 Boe Technology Group Co., Ltd. Method for preparing graphene, thin-film transistor, array substrate, and display panel
CN107210326A (zh) * 2015-01-28 2017-09-26 三菱电机株式会社 电磁波检测器以及电磁波检测器阵列
US20170179234A1 (en) * 2015-12-16 2017-06-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Multilayer graphene, method of forming the same, device including the multilayer graphene, and method of manufacturing the device

Also Published As

Publication number Publication date
CN112272869B (zh) 2024-03-15
WO2020003564A1 (ja) 2020-01-02
US11876141B2 (en) 2024-01-16
US20210210643A1 (en) 2021-07-08
JP6642769B1 (ja) 2020-02-12
JPWO2020003564A1 (ja) 2020-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112272869B (zh) 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
JP6113372B1 (ja) 電磁波検出器
US10784394B2 (en) Electromagnetic wave detector and electromagnetic wave detector array
CN110402373B (zh) 电磁波检测器、电磁波检测器阵列以及电磁波检测方法
US10957810B2 (en) Electromagnetic wave detector, electromagnetic wave detector array, and electromagnetic wave detection method
CN114041210A (zh) 电磁波检测器
WO2021256016A1 (ja) 電磁波検出器および電磁波検出器アレイ
CN111788700A (zh) 电磁波检测器以及具备该电磁波检测器的电磁波检测器阵列
JPWO2019171622A1 (ja) 電磁波検出器及びそれを備えた電磁波検出器アレイ
WO2021256018A1 (ja) 電磁波検出器および電磁波検出器集合体
JP7123282B1 (ja) 電磁波検出器および電磁波検出器アレイ
CN116057716A (zh) 电磁波检测器以及电磁波检测器阵列
JP7341373B1 (ja) 電磁波検出器、電磁波検出器アレイ及び画像センサ
WO2023181593A1 (ja) 電磁波検出器、電磁波検出器アレイ及び画像センサ
WO2021124609A1 (ja) 電磁波検出器および電磁波検出器集合体
JP7321403B1 (ja) 電磁波検出器及び電磁波検出器アレイ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant