CN114222902A - 电磁波检测装置、电磁波检测系统和电磁波检测方法 - Google Patents

电磁波检测装置、电磁波检测系统和电磁波检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电磁波检测装置，包括：电磁波吸收层，其包含吸收电磁波的低维度电子材料；第一电极，其被设置在所述电磁波吸收层的第一主面上；第二电极，其被设置在所述电磁波吸收层的与第一主面相对的第二主面上；和读出电路，其从第二电极读出通过由吸收了电磁波的所述电磁波吸收层产生的热量的热电转换而生成的信号。

Description

电磁波检测装置、电磁波检测系统和电磁波检测方法
技术领域
本公开涉及一种电磁波检测装置、电磁波检测系统和电磁波检测方法。
背景技术
近年来，正在开发通过检测无法由人类感知的光或电磁波获取来自对象物的信息的传感器。
例如，已经开发了通过使用碳纳米管来检测0.1THz～50THz频带中的太赫兹波的传感器(例如，专利文献1)。太赫兹波是对应于光和无线电波之间的中间区域并能够构建光学测量系统的电磁波。因此，近年来，太赫兹波备受关注。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：国际公开第2017/188438号
发明内容
然而，与检测可见光等的传感器相比，对于检测无法由人类感知的光或电磁波的这种传感器，很难说充分研究了传感器结构。因此，期望进一步研究传感器结构，以进一步提高传感器的性能或降低成本。
因此，期望提供具有适于进一步提高性能或降低成本的结构的电磁波检测装置和电磁波检测系统，以及使用该电磁波检测装置和电磁波检测系统的电磁波检测方法。
根据本公开一个实施方案的电磁波检测装置包括：电磁波吸收层，其包含吸收电磁波的低维度电子材料；第一电极，其被设置在所述电磁波吸收层的第一主面上；第二电极，其被设置在所述电磁波吸收层的与第一主面相对的第二主面上；和读出电路，其从第二电极读出通过由吸收了电磁波的所述电磁波吸收层产生的热量的热电转换而生成的信号。
另外，根据本公开一个实施方案的电磁波检测系统包括：电磁波检测装置；和快门，其控制电磁波在所述电磁波检测装置上的入射。所述电磁波检测装置包括：电磁波吸收层，其包含吸收电磁波的低维度电子材料；第一电极，其被设置在所述电磁波吸收层的第一主面上；第二电极，其被设置在所述电磁波吸收层的与第一主面相对的第二主面上；和读出电路，其从第二电极读出通过由吸收了电磁波的所述电磁波吸收层产生的热量的热电转换而生成的信号。
另外，根据本公开一个实施方案的电磁波检测方法包括：通过在彼此相对的主面被夹持在第一电极和第二电极之间的电磁波吸收层中包含的低维度电子材料来吸收电磁波；通过吸收电磁波对由所述电磁波吸收层产生的热量执行热电转换；和从第二电极读出通过所述热电转换生成的信号。
在根据本公开一个实施方案的电磁波检测装置、电磁波检测系统和电磁波检测方法中，可以使用被设置在包含吸收电磁波的低维度电子材料的电磁波吸收层的第一主面上的第一电极和被设置在所述电磁波吸收层的与第一主面相对的第二主面上的第二电极之间的温度差从第二电极读出基于热电转换的信号。例如，这可以从第二电极读出与由电磁波吸收层吸收的电磁波的能量相对应的信号。
附图说明
图1是示出根据本公开第一实施方案的电磁波检测装置的截面和顶面的构成的示意图。
图2A是示出n型半导体中的塞贝克效应(Seebeck effect)的说明图。
图2B是示出p型半导体中的塞贝克效应的说明图。
图3是示出根据实施方案的电磁波检测装置所使用的电磁波检测方法的流程的流程图。
图4A是根据第一比较例的电磁波检测装置的构成的立体图。
图4B是示出图4A所示的电磁波检测装置中的电磁波吸收层的能量图的示意图。
图5A是根据第二比较例的电磁波检测装置的构成的立体图。
图5B是示出图5A所示的电磁波检测装置中的电磁波吸收层的能量图的示意图。
图6是示出根据本公开第二实施方案的电磁波检测装置的截面构成的示意图。
图7A是示出在电磁波吸收层为n型半导体层的情况下缓冲层和电磁波吸收层的能级之间的关系的能量图。
图7B是示出在电磁波吸收层为p型半导体层的情况下缓冲层和电磁波吸收层的能级之间的关系的能量图。
图8是示出根据本公开第三实施方案的电磁波检测装置的截面和顶面的构成的示意图。
图9是示出根据本公开第四实施方案的电磁波检测装置的截面构成的示意图。
图10A是根据实施方案的电磁波检测装置的绝热部的形成方法的步骤的纵截面图。
图10B是根据实施方案的电磁波检测装置的绝热部的形成方法的步骤的纵截面图。
图10C是根据实施方案的电磁波检测装置的绝热部的形成方法的步骤的纵截面图。
图10D是根据实施方案的电磁波检测装置的绝热部的形成方法的步骤的纵截面图。
图10E是根据实施方案的电磁波检测装置的绝热部的形成方法的步骤的纵截面图。
图11是示出根据本公开第五实施方案的电磁波检测装置的截面构成的示意图。
图12A是根据实施方案的电磁波检测装置的制造方法的步骤的纵截面图。
图12B是根据实施方案的电磁波检测装置的制造方法的步骤的纵截面图。
图12C是根据实施方案的电磁波检测装置的制造方法的步骤的纵截面图。
图12D是根据实施方案的电磁波检测装置的制造方法的步骤的纵截面图。
图12E是根据实施方案的电磁波检测装置的制造方法的步骤的纵截面图。
图12F是根据实施方案的电磁波检测装置的制造方法的步骤的纵截面图。
图13是示出电磁波检测系统的概要构成的示例的框图。
图14示出了电磁波检测系统中的成像操作的流程图的示例。
图15是示出车辆控制系统的示意性构成的示例的框图。
图16是辅助说明车外信息检测单元和成像单元的安装位置的示例的图。
具体实施方式
下面参照附图给出本公开实施方案的详细说明。以下说明的实施方案是本公开的具体示例，根据本公开的技术不应限于以下实施方案。此外，本公开各构成要素的布置、尺寸、尺寸比等不限于图中所示的布置、尺寸、尺寸比。
注意，按照以下顺序给出说明。
1.第一实施方案
1.1.电磁波检测装置的构成
1.2.电磁波检测方法
1.3.效果的说明
2.第二实施方案
3.第三实施方案
4.第四实施方案
4.1.电磁波检测装置的构成
4.2.绝热部的形成方法
5.第五实施方案
5.1.电磁波检测装置的构成
5.2.电磁波检测装置的制造方法
6.适用例
<1.第一实施方案>
(1.1.电磁波检测装置的构成)
首先，参照图1说明根据本公开第一实施方案的电磁波检测装置的构成。图1是示出根据本实施方案的电磁波检测装置100的截面和顶面的构成的示意图。
如图1所示，例如，电磁波检测装置100包括电磁波吸收层130、第一电极110、第二电极120和绝缘层140。
例如，电磁波检测装置100是其中检测电磁波EM的多个传感器像素被二维排列的二维阵列型检测装置。在下面的说明中，其中检测电磁波EM的传感器像素被二维排列的区域也被称为像素区域。
电磁波吸收层130是包括低维度电子材料的半导体层。电磁波吸收层130吸收入射到电磁波检测装置100的电磁波EM，并将吸收的电磁波转换为热量。通过将入射的电磁波EM转换为热量，电磁波吸收层130能够通过热电转换产生对应于电磁波EM的电动势。
具体地，电磁波吸收层130能够通过吸收入射的电磁波EM并将其转换为热量来在厚度方向上形成温度梯度。这使电磁波检测装置100能够通过将在电磁波吸收层130的厚度方向上引起的温度差利用塞贝克效应转换为电动势而从第二电极120提取对应于入射到各像素的电磁波EM的信号。
这里，参照图2A和图2B说明塞贝克效应。图2A是示出n型半导体中的塞贝克效应的说明图。图2B是示出p型半导体中的塞贝克效应的说明图。
塞贝克效应是一种热电效应，其是其中将物体中的温度差直接转换为电压的现象。
例如，如图2A所示，在作为n型半导体的电磁波吸收层130n中，由被热激励离子化的供体92提供载流子(即，电子)91。因此，在电磁波吸收层130n中通过电磁波EM等的吸收而产生高温部131和低温部132的情况下，高温部131中载流子91的浓度相对于温度呈指数地增长。在这种情况下，在高温部131和低温部132之间形成载流子91的浓度梯度。因此，高温部131的载流子91通过由浓度差产生的扩散力向低温部132扩散。
此时，离子化的供体92被固定为晶体中的离子，并且因而不被扩散。因此，高温部131呈现与载流子91的电荷相反的正电荷。因此，在高温部131和低温部132之间通过电荷失衡导致的库仑力产生将载流子91推回到高温部131的力。因此，在电磁波吸收层130n的高温部131和低温部132之间产生与由载流子91的浓度差导致的扩散力相匹配的电动势En。
另一方面，如图2B所示，在作为p型半导体的电磁波吸收层130p中，由被热激励离子化的受体93提供载流子94(即，空穴)。因此，在电磁波吸收层130p中通过电磁波EM等的吸收产生高温部131和低温部132的情况下，在高温部131中载流子94的浓度相对于温度呈指数地增长。在这种情况下，在高温部131和低温部132之间形成载流子94的浓度梯度。因此，高温部131的载流子94通过由浓度差异产生的扩散力向低温部132扩散。
此时，离子化的受体93被固定为晶体中的离子，并且因而不被扩散。因此，高温部131呈现与载流子94的电荷相反的负电荷。因此，在高温部131和低温部132之间通过电荷失衡导致的库仑力产生将载流子94推回到高温部131的力。因此，在电磁波吸收层130n的高温部131和低温部132之间产生与由载流子91的浓度差导致的扩散力相匹配的电动势Ep。
在根据本实施方案的电磁波检测装置100中，通过被电磁波吸收层130吸收并被转换为热量的电磁波EM，电磁波吸收层130的第一主面侧成为高温部，并且电磁波吸收层130的第二主面侧成为低温部。因此，在作为半导体层的电磁波吸收层130中，在第一主面侧和第二主面侧之间产生由塞贝克效应导致的电动势。因此，电磁波检测装置100能够通过检测第一电极110和第二电极120之间的电位差或者在第一电极110和第二电极120之间流动的电流量来检测入射的电磁波EM的量。
电磁波吸收层130可以被设置为遍及整个像素区域的共用层。在根据本实施方案的电磁波检测装置100中，为了获得电磁波的充分吸收，电磁波吸收层130的厚度优选为数百nm以上。另外，电磁波吸收层130的厚度更优选为1μm以上，以在电磁波吸收层130的厚度方向上形成温度梯度。注意，考虑到基于待检测的电磁波EM的波长的分辨率限制，电磁波吸收层130中一个像素的大小为数μm～数百μm。在根据本实施方案的电磁波检测装置100中，将电磁波吸收层130设置为遍及整个像素区域的共用层可以进一步简化电磁波检测装置100的制造过程。
包含在电磁波吸收层130中的低维度电子材料是其中内部的电子移动被限制在二维以下的区域内的半导体材料。具体地，低维度电子材料为诸如石墨烯等二维电子材料、诸如碳纳米管等一维电子材料、或诸如富勒烯等零维电子材料。例如，电磁波吸收层130可以包含碳纳米管或石墨烯作为低维度电磁材料。
在电磁波吸收层130包含碳纳米管的情况下，电磁波吸收层130能够吸收从紫外线区域到太赫兹波区域的非常宽的频带内的电磁波EM，并将吸收的电磁波EM转换为热量。例如，电磁波吸收层130可以通过吸收100GHz以上且75THz以下的频带中的电磁波EM来使电磁波检测装置100用作太赫兹波检测装置。
第一电极110被设置在电磁波吸收层130的第一主面上。具体地，第一电极110被设置为共用电极，以遍及电磁波吸收层130的整个第一主面，和被设置为具有二维排列的多个开口部111。即，第一电极110可以被设置为遍及电磁波吸收层130的整个第一主面，作为限定各个像素的格子状共用电极。针对第一电极110设置的多个开口部111用作四角形的像素。
第一电极110可以包含在作为电磁波检测装置100的检测目标的频带中不吸收电磁波EM的导电材料。具体地，第一电极110可以包括包含铝(Al)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钨(W)、镍(Ni)、铜(Cu)、铋(Bi)或铟(In)的导电材料。例如，第一电极110可以包括包含Ti、Bi或Ni的导电材料。
第二电极120被设置在与第一主面相对的电磁波吸收层130的第二主面上。具体地，第二电极120被设置在与针对第一电极110设置的多个开口部111相对应的区域中，以针对各像素彼此分离。例如，第二电极120可以被设置为四角形以对应于第一电极110的各个开口部111。另外，未示出的读出电路电气连接到第二电极120，并且针对各像素从第二电极120读出对应于入射的电磁波EM的电压或电流。
第二电极120可以包含导电材料。具体地，第二电极120可以包括包含铝(Al)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钨(W)、铜(Cu)或铟(In)的导电材料。例如，第二电极120可以包括包含Ti的导电材料。
第一电极110和第二电极120可以包括具有彼此不同的热导率的导电材料。在这种情况下，第一电极110和第二电极120能够通过来自电磁波吸收层130的热移动使在电磁波吸收层130的厚度方向上的温度梯度更大。
另外，第一电极110能够通过包含具有高热导率的导电材料来抑制相邻像素之间的热串扰，并且更明确地分离相邻像素的温度。然而，在这种情况下，第一电极110和电磁波吸收层130之间的电动势与第二电极120和电磁波吸收层130之间的电动势具有相反的方向。因此，可能会在第一电极110和第二电极120之间的电动势中产生相互抵消的分量。因此，重要的是，考虑到对待检测的电磁波EM的灵敏度和像素之间的串扰幅度，适当地选择包含在第一电极110和第二电极120中的导电材料。
绝缘层140通过使用绝缘材料设置在电磁波吸收层130和第一电极110上来保护电磁波吸收层130。因为绝缘层140相对于电磁波吸收层130被设置在电磁波EM入射侧，所以绝缘层140期望包含对检测目标频带中的电磁波EM的吸收率比电磁波吸收层130低的绝缘材料。另外，为了抑制通过吸收电磁波EM产生的热量向电磁波吸收层130的外部扩散，绝缘层140期望包含热导率比电磁波吸收层130低的绝缘材料。例如，在电磁波吸收层130包含碳纳米管的情况下，绝缘层140可以包括包含氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或氧化铝(Al2O3)的绝缘材料。
通过上述构成，根据本实施方案的电磁波检测装置100能够通过由电磁波吸收层130吸收电磁波EM而在电磁波吸收层130的厚度方向上产生温度梯度，并产生基于温度梯度的电动势。因此，根据本实施方案的电磁波检测装置100能够针对被设置在电磁波吸收层130的面内方向上的各像素读出与入射在像素上的电磁波EM相对应的信号。
根据本实施方案的这种电磁波检测装置100可以通过使用已知的半导体制造方法来制造。例如，电磁波吸收层130可以通过使用旋涂法形成。第一电极110和第二电极120可以通过使用溅射法形成。绝缘层140可以通过使用CVD(化学气相沉积)法形成。
(1.2.电磁波检测方法)
接下来，参照图3说明由根据本实施方案的电磁波检测装置使用的电磁波检测方法。图3是示出由根据本实施方案的电磁波检测装置使用的电磁波检测方法的流程的流程图。
如图3所示，首先，电磁波EM入射到电磁波检测装置100的电磁波吸收层130(S10)。
在电磁波EM入射的电磁波吸收层130中，入射的电磁波EM被低维度电子材料吸收，并且吸收的电磁波EM的能量被转换成热量(S20)。
因此，在电磁波吸收层130中，产生其中电磁波EM入射面侧的第一电极110具有高温并且与第一电极110相对的第二电极120具有低温的温度梯度(S30)。
在电磁波吸收层130中产生的温度梯度会导致第一电极110和第二电极120之间的温度差。第一电极110和第二电极120之间的温度差通过塞贝克效应转换为电动势(S40)。
此后，从第二电极120读出基于由塞贝克效应导致的电动势的信号(S50)。
通过根据上述流程的操作，根据本实施方案的电磁波检测装置100能够检测入射到电磁波吸收层130上的电磁波EM。
(1.3.效果的说明)
接下来，参照图4A～图5B，通过以根据第一比较例的电磁波检测装置和根据第二比较例的电磁波检测装置进行比较为例，具体说明根据本实施方案的电磁波检测装置100的效果。
图4A是根据第一比较例的电磁波检测装置10的构成的立体图。图4B是示出图4A所示的电磁波检测装置10中的电磁波吸收层13的能量图的示意图。
如图4A所示，通过在电磁波吸收层13的一个主面上布置彼此分离的第一电极11和第二电极12来构造根据第一比较例的电磁波检测装置10。在第一比较例中，电磁波吸收层13被设置为p型半导体层，并且第一电极11和第二电极12包含具有彼此不同的热导率的材料。
这里，如图4B所示，由吸收电磁波EM的电磁波吸收层13产生的热量各自向第一电极11和第二电极12扩散。因此，在电磁波吸收层13中，中央部成为高温部，并且各自设置有第一电极11和第二电极12的端部成为低温部。因此，在电磁波吸收层13的中央部和各自设置有第一电极11和第二电极12的端部之间产生由塞贝克效应导致的电动势。
例如，在第二电极12包含热导率比第一电极11高的材料的情况下，在电磁波吸收层13中，设置有第二电极12的端部具有比设置有第一电极11的端部低的温度。在这种情况下，电磁波吸收层13的中央部和设置有第二电极12的端部之间产生的电动势大于电磁波吸收层13的中央部和设置有第一电极11的端部之间产生的电动势。因此，基于电磁波吸收层13的中央部和各自设置有第一电极11和第二电极12的端部之间产生的电动势之间的差异，根据第一比较例的电磁波检测装置10能够检测在电磁波吸收层13上的电磁波EM的入射。
然而，在电磁波检测装置10中，电磁波吸收层13的中央部和各自设置有第一电极11和第二电极12的端部之间的电动势抵消了彼此的一部分，这导致了检测灵敏度的降低。另外，在电磁波检测装置10中，第一电极11和第二电极12被设置在构成像素的电磁波吸收层13的第一主面上。因此，各像素中的电磁波吸收层13的开口率减小了与第一电极11和第二电极12相对应的量。
另外，图5A是根据第二比较例的电磁波检测装置20的构成的立体图。图5B是示出图5A所示的电磁波检测装置20中的电磁波吸收层23的能量图的示意图。
如图5A所示，通过在电磁波吸收层23的一个主面上布置彼此分离的第一电极21和第二电极22来构造根据第二比较例的电磁波检测装置20。在第二比较例中，第一电极11和第二电极12包含相同的导电材料，并且电磁波吸收层23被设置为包括接合在一起的p型半导体层23p和n型半导体层23n的异质接合层。
这里，如图5B所示，由吸收电磁波EM的电磁波吸收层23产生的热量各自向第一电极21和第二电极22扩散。因此，在电磁波吸收层23中，p型半导体层23p和n型半导体层23n的接合面附近的中央部成为高温部，并且各自设置有第一电极21和第二电极22的端部成为低温部。因此，在电磁波吸收层23的中央部和各自设置有第一电极21和第二电极22的端部之间产生由塞贝克效应导致的电动势。
此时，在p型半导体层23p中，产生使设置有第一电极21的端部具有比接合面附近的中央部更高电位的电动势。另外，在n型半导体层23n中，产生使设置有第二电极22的端部具有比接合面附近的中央部更低电位的电动势。因此，根据第二比较例的电磁波检测装置20能够在整个电磁波吸收层23中对齐电动势的方向。这可以基于在各自设置有第一电极21和第二电极22的端部之间产生的电动势的总和来检测电磁波吸收层23上的电磁波EM的入射。
在根据第二比较例的电磁波检测装置20中，在电磁波吸收层23与第一电极11和第二电极12各自之间不会发生电动势的相互抵消。与根据第一比较例的电磁波检测装置10相比，这可以提高检测灵敏度。然而，在包含低维度电子材料的电磁波吸收层23中，难以设置包括在面内方向上接合在一起的p型半导体层23p和n型半导体层23n的电磁波吸收层23。
例如，在电磁波吸收层23包含碳纳米管作为低维度电子材料的情况下，为了将作为p型半导体的碳纳米管改变成n型半导体，碳纳米管通过使用冠醚等湿法处理来改性。然而，通过使用湿法处理将针对各个像素设置的电磁波吸收层23的一部分改变为n型半导体层23n以防止像素之间的变化是非常困难的。
相比之下，在根据本实施方案的电磁波检测装置100中，可以在电磁波吸收层130的厚度方向上形成温度梯度，并通过设置在电磁波吸收层130的第一主面上的第一电极110和设置在与第一主面相对的电磁波吸收层130的第二主面上的第二电极120，提取由温度梯度产生的电动势。
利用这种构成，在根据本实施方案的电磁波检测装置100中，不会发生如同根据第一比较例的电磁波检测装置10中那样的由温度梯度产生的电动势的相互抵消。这可以提高对电磁波EM的检测灵敏度。另外，在根据本实施方案的电磁波检测装置100中，针对第一电极110设置的各个开口部111用作像素。这可以在各像素中实现非常高的开口率。此外，在根据本实施方案的电磁波检测装置100中，没有如同根据第二比较例的电磁波检测装置20中那样在电磁波吸收层23中形成异质接合。这可以抑制制造过程的难度增加。
如上所述，在根据本实施方案的电磁波检测装置100中，可以抑制各像素中开口率的降低，并抑制制造过程的难度增加。因此，本实施方案可以提供具有适于进一步提高性能或降低成本的结构的电磁波检测装置100。
<2.第二实施方案>
接下来，参照图6～图7B说明根据本公开第二实施方案的电磁波检测装置的构成。图6是示出根据本实施方案的电磁波检测装置200的截面构成的示意图。
如图6所示，例如，电磁波检测装置200包括电磁波吸收层230、第一电极210、第二电极220、绝缘层240和缓冲层250。注意，电磁波吸收层230、第一电极210、第二电极220和绝缘层240基本上类似于参照图1所述的电磁波吸收层130、第一电极110、第二电极120和绝缘层140，因此这里省略其说明。
缓冲层250被设置在电磁波吸收层230和第二电极220之间。具体地，缓冲层250被设置为夹持在电磁波吸收层230和第二电极220之间的层叠方向上。缓冲层250被设置为抑制由于载流子从第二电极220流入到电磁波吸收层230而产生的噪声。
例如，作为操作模式，电磁波检测装置200具有向第一电极210施加电压并在不基于热量使电动势饱和的情况下从第二电极220顺次提取载流子的模式。利用这种构成，电磁波检测装置200能够通过在浮动扩散部等中累积提取的载流子来对所提取的载流子执行诸如放大等信号处理。
然而，所提取的载流子可以经由第二电极220再次流入电磁波吸收层230而引起噪声。在根据本实施方案的电磁波检测装置200中，可以通过在电磁波吸收层230和第二电极220之间设置抑制载流子流入的缓冲层250来抑制噪声的产生。
缓冲层250能够通过适当地设定其相对于电磁波吸收层230的能级来实现上述功能。
这里，图7A和图7B示出了用于实现上述功能的缓冲层250和电磁波吸收层230的能级之间的关系。图7A是示出在电磁波吸收层230为n型半导体层的情况下缓冲层250和电磁波吸收层230的能级之间的关系的能量图。图7B是示出在电磁波吸收层230为p型半导体层的情况下缓冲层250和电磁波吸收层230的能级之间的关系的能量图。
如图7A所示，在电磁波吸收层230为n型半导体层的情况下，缓冲层250的能级250n可以设置为比电磁波吸收层230的能级230n更深(即，具有更大的绝对值)。具体地，缓冲层250可以设置为具有比电磁波吸收层230大的电离电位。例如，缓冲层250的电离电位对应于缓冲层250的能级250n的下端。利用这种构成，缓冲层250能够用作阻挡空穴95从第二电极220流入电磁波吸收层230的势垒。
在电磁波吸收层230包含n型半导体的碳纳米管的情况下，例如，这种缓冲层250可以通过包含作为缓冲材料的ZnO、PEDOT-PSS、TPBi、α-TPD、α-NPD、β-NPD、CBP、Spiro-OMETAD等来形成。
另外，如图7B所示，在电磁波吸收层230为p型半导体层的情况下，缓冲层250的能级250p可以设置为比电磁波吸收层230的能级230p更浅(即，具有更小的绝对值)。具体地，缓冲层250可以设置为具有比电磁波吸收层230小的电子亲和力。例如，缓冲层250的电子亲和力对应于缓冲层250的能级250n的上端。利用这种构成，缓冲层250能够用作阻挡电子96从第二电极220流入电磁波吸收层230的势垒。
在电磁波吸收层230包含p型半导体的碳纳米管的情况下，例如，这种缓冲层250可以通过包含作为缓冲材料的BPhen、NBPhen、B3PyMPM、DCB3T、Bpy-OXD、Bpy-FOXD、3TPYMB、BP4MPY、BmPyPB、(Alq)3、TAZ、Spiro-OXDAZ、DBimiBPhen、HNBPhen、Spiro-2NPB等来形成。
在具有上述构成的根据本实施方案的电磁波检测装置200中，在向第一电极210施加电压的操作模式中，可以抑制由于载流子从第二电极220流入到电磁波吸收层230而产生的噪声。
<3.第三实施方案>
接下来，参照图8说明根据本公开第三实施方案的电磁波检测装置的构成。图8是示出根据本实施方案的电磁波检测装置300的截面和顶面的构成的示意图。
如图8所示，例如，电磁波检测装置300包括电磁波吸收层330、第一电极310、第二电极320、绝缘层340和屏蔽电极360。注意，电磁波吸收层330、第一电极310、第二电极320和绝缘层340基本上类似于参照图1所述的电磁波吸收层130、第一电极110、第二电极120和绝缘层140，因此这里省略其说明。
屏蔽电极360可以通过使用导电材料被设置在第二电极320之间的电磁波吸收层330的第二主面上。具体地，屏蔽电极360可以通过使用导电材料被设置为围绕各个第二电极320的周围的格子形状。利用这种构成，屏蔽电极360能够抑制相邻的第二电极320之间电容耦合的发生，这可以抑制相邻的第二电极320之间的电气串扰。
另外，屏蔽电极360能够通过吸收电磁波EM来抑制由电磁波吸收层330产生的热量跨像素的影响(即，热串扰)。具体地，屏蔽电极360能够通过从已经吸收了电磁波EM的像素扩散的热量在像素之间释放来抑制扩散的热量到达相邻的像素。
例如，屏蔽电极360可以包含与第二电极320相同的导电材料。在这种情况下，屏蔽电极360可以通过与第二电极320相同的过程形成在电磁波吸收层330的第二主面上。例如，屏蔽电极360可以包括包含Ti的导电材料。可选择地，屏蔽电极360可以包括与其他配线或电极相同的导电材料。例如，屏蔽电极360可以包括包含铝(Al)、钨(W)、金(Au)或铜(Cu)的导电材料。
在具有上述构成的根据本实施方案的电磁波检测装置300中，通过在第二电极320之间设置屏蔽电极360，可以抑制像素之间的电气串扰或热串扰。
<4.第四实施方案>
(4.1.电磁波检测装置的构成)
接下来，参照图9说明根据本公开第四实施方案的电磁波检测装置的构成。图9是示出根据本实施方案的电磁波检测装置400的截面构成的示意图。
如图9所示，例如，电磁波检测装置400包括电磁波吸收层430、第一电极410、第二电极420、绝缘层440和绝热部470。另外，未示出的读出电路被设置在绝热部470的更下方(即，相对于绝热部470在设置有第二电极420的一侧的相对侧)。注意，电磁波吸收层430、第一电极410、第二电极420和绝缘层440基本上类似于参照图1所述的电磁波吸收层130、第一电极110、第二电极120和绝缘层440，因此这里省略其说明。
绝热部470被设置在电磁波吸收层430和第二电极420的下方。绝热部470将电磁波吸收层430和设置在绝热部470下方的未示出的读出电路热分离。具体地，绝热部470包括设置在电磁波吸收层430的第二主面上的第一层471、设置在第一层471下方以包括空隙475的第二层472以及设置在第二层下方的第三层473。因为空隙475的内部是具有低热导率的真空或空气，所以绝热部470能够隔着绝热部470将设置在上下侧的电磁波吸收层430与未示出的读出电路热分离。
包括在绝热部470中的第一层471、第二层472和第三层473可以包含绝缘材料。具体地，第一层471和第三层473与第二层472可以包括具有彼此不同蚀刻速率的绝缘材料。利用这种构成，在通过蚀刻在第二层472中形成空隙475时，可以使第一层471和第三层473用作蚀刻停止层。这可以更容易地在第二层472中形成更大的空隙475。例如，在第二层472包含氧化硅(SiOx)的情况下，第一层471和第三层473可以包含氮化硅(SiNx)。
在具有上述构成的根据本实施方案的电磁波检测装置400中，可以通过绝热部470抑制电磁波吸收层430和具有较大热容量的读出电路之间的热耦合。因此，电磁波检测装置400可以以更高的精度控制在电磁波吸收层430的厚度方向上的温度梯度。
(4.2.绝热部的形成方法)
这里，参照图10A～图10E说明在根据本实施方案的电磁波检测装置400中的绝热部470的形成方法。图10A～图10E是根据本实施方案的电磁波检测装置400中的绝热部470的形成方法的各步骤的纵截面图。图10A～图10E省略了第二电极420上方的构成的图示。
首先，如图10A所示，形成其中层叠有包含SiNx的第一层471、包含SiOx的第二层472和包含SiNx的第三层473的层叠结构。此外，在第一层471上形成第二电极420。
接下来，如图10B所示，通过使用图案化的抗蚀剂474，从第二电极420侧对第二电极420之间的第一层471进行各向异性蚀刻，从而形成贯通第一层471以到达第二层472的开口474A。
随后，如图10C所示，通过经由开口474A将氟化氢(HF)水溶液导入第二层472中，在第二层472上进行各向同性蚀刻。因为第二层472中包含的SiOx对HF具有比第一层471和第三层473中包含的SiNx更快的蚀刻速率，所以第二层472被选择性地蚀刻。注意，用于第二层472的蚀刻方法不限于上述使用氟化氢水溶液的蚀刻。例如，用于第二层472的蚀刻方法可以是在SiOx和SiNx之间具有选择性的干法蚀刻。
接下来，如图10D所示，在蚀刻第二层472之后去除抗蚀剂474。此后，通过使用ALD(原子层沉积)法，沿着第二电极420和第一层471的表面形状形成包含SiOx的阻挡层476，以阻挡开口474A。因此，在第二层472内部形成空隙475。
随后，如图10E所示，通过去除沉积在第二电极420和第一层471上的阻挡层476，可以在第二电极420的下方形成绝热部470。此后，可以通过将碳纳米管涂布到第二电极420和第一层471上来形成电磁波吸收层430。此外，可以在电磁波吸收层430上顺次形成第一电极410和绝缘层440。
<5.第五实施方案>
(5.1.电磁波检测装置的构成)
接下来，参照图11说明根据本公开第五实施方案的电磁波检测装置的构成。图11是示出根据本实施方案的电磁波检测装置500的截面构成的示意图。
如图11所示，例如，电磁波检测装置500包括电磁波吸收层530、第一电极510、第二电极520、绝缘层540、像素分离层541和连接过孔580。注意，电磁波吸收层530、第一电极510、第二电极520和绝缘层540基本上类似于参照图1所述的电磁波吸收层130、第一电极110、第二电极120和绝缘层140，因此这里省略其说明。
像素分离层541通过使用绝缘材料来设置，以在厚度方向上贯通像素之间的电磁波吸收层530。具体地，像素分离层541可以被设置为在厚度方向上贯通第二电极520之间的区域中的电磁波吸收层530。通过针对各像素分离电磁波吸收层530，像素分离层541能够抑制相邻像素之间的热串扰。
例如，像素分离层541可以包含类似于绝缘层540的绝缘材料。在这种情况下，像素分离层541可以通过与绝缘层540相同的过程形成。另外，像素分离层541可以包含热导率比电磁波吸收层530低的材料。在这种情况下，像素分离层541能够更可靠地分离电磁波吸收层530的像素。
在根据本实施方案的电磁波检测装置500中，绝缘层540与像素分离层541同时形成，并且因此被设置为遍布整个电磁波吸收层530的第一主面。因此，第一电极510经由设置在绝缘层540上并贯通绝缘层540的连接过孔580电气连接到电磁波吸收层530。例如，连接过孔580可以包含诸如铝(Al)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钨(W)、镍(Ni)或铜(Cu)等导电材料。
在具有上述构成的根据本实施方案的电磁波检测装置500中，可以通过像素分离层541针对各像素对电磁波吸收层530进行物理分离，这可以进一步抑制像素之间的电气或热串扰。
(5.2.电磁波检测装置的制造方法)
这里，参照图12A～图12F说明根据本实施方案的电磁波检测装置500的制造方法。图12A～图12F是根据本实施方案的电磁波检测装置500的制造方法的各步骤的纵截面图。
首先，如图12A所示，通过将碳纳米管涂布到针对各像素分离的第二电极520上来形成电磁波吸收层530。
接下来，如图12B所示，通过使用图案化的抗蚀剂591，对第二电极520之间的电磁波吸收层530进行各向异性蚀刻，以形成贯通电磁波吸收层530的开口592。
随后，如图12C所示，去除电磁波吸收层530上的图案化抗蚀剂591。
此外，如图12D所示，通过使用ALD法在电磁波吸收层530上沉积SiOx，形成像素分离层541以填充开口592，并且在电磁波吸收层530上形成绝缘层540。
接下来，如图12E所示，通过使用图案化的抗蚀剂593，对电磁波吸收层530上的绝缘层540进行各向异性蚀刻，以形成贯通绝缘层540的开口594。
随后，如图12F所示，通过用导电材料填充开口594来形成连接过孔580，然后在连接过孔580上形成第一电极510。这可以形成电气连接到电磁波吸收层530的第一电极510。
<6.适用例>
在下面的说明中，将参照图13～图16说明根据本公开一个实施方案的电磁波检测装置的适用例。尽管以下说明将电磁波检测装置100例示为根据本公开一个实施方案的电磁波检测装置，但不用说，这同样适用于电磁波检测装置200、300、400和500。
(成像系统的适用)
首先，参照图13和图14说明根据本公开一个实施方案的电磁波检测装置100适用于成像系统的示例。图13是示出包括根据本公开一个实施方案的电磁波检测装置100的电磁波检测系统600的概要构成的示例。图14示出了电磁波检测系统600中的成像操作的流程图的示例。
如图13所示，例如，电磁波检测系统600是通过由电磁波检测装置100检测从对象物发出的电磁波EM来生成对象物的电磁波图像的相机系统。
例如，电磁波检测系统600包括光学系统601、快门602、根据本公开一个实施方案的电磁波检测装置100、处理器603、显示器604、操作单元605、帧存储器606、存储器607和电源单元608。在电磁波检测系统600中，电磁波检测装置100、处理器603、显示器604、操作单元605、帧存储器606、存储器607和电源单元608经由总线610相互连接。
电磁波检测装置100检测已经通过光学系统601和快门602的电磁波，并输出与检测到的电磁波相对应的图像数据。具体地，电磁波检测装置100获取用于控制电磁波检测装置100是否被电磁波照射的快门602处于关闭状态的情况下的信号作为基准信号，并获取快门602处于关闭状态的情况下的信号作为成像信号。电磁波检测装置100输出通过从快门602处于打开状态的情况下的成像信号中减去快门602处于关闭状态的情况下的基准信号而获得的信号作为图像数据。
处理器603是处理从电磁波检测装置100输出的信号(即，图像数据)的信号处理电路。帧存储器606以帧为单位临时保持由处理器603处理的图像数据。例如，显示器604包括诸如液晶面板或有机EL(电致发光)面板等面板型显示装置，并显示由电磁波检测装置100产生的图像数据。存储器607包括诸如半导体存储器或硬盘等记录介质，并在其上记录由电磁波检测装置100产生的图像数据。操作单元605根据用户的操作输出用于电磁波检测系统600的各种功能的操作命令。电源单元608包括为电磁波检测装置100、处理器603、显示器604、操作单元605、帧存储器606和存储器607供给操作电力的各种电源。
接下来，说明电磁波检测系统600中的成像过程。首先，通过用户操作操作单元605开始成像。
此时，如图14所示，电磁波检测系统600将快门602置于关闭状态(S101)，并从电磁波检测装置100获取其中电磁波检测装置100未被电磁波EM照射的状态下的信号作为基准信号(S103)。随后，电磁波检测系统600将快门602置于打开状态(S105)，并从电磁波检测装置100获取其中电磁波检测装置100被电磁波EM照射的状态下的信号作为成像信号(S107)。随后，电磁波检测系统600通过从快门602处于打开状态的情况下的成像信号中减去快门602处于关闭状态的情况下的基准信号来生成图像数据(S109)。接下来，处理器603对从电磁波检测装置100输出的图像数据进行预定的信号处理(例如，降噪处理)(S111)。处理器603使帧存储器606保持经过预定的信号处理的图像数据。此后，帧存储器606使存储器607存储图像数据(S113)。根据上述流程执行电磁波检测系统600中的成像。
在本适用例中，根据本公开一个实施方案的电磁波检测装置100适用于电磁波检测系统600。例如，电磁波检测系统600可以用于无损检测用相机系统或者热成像用相机系统。
(移动体控制系统的适用)
根据本公开的技术(本技术)可以适用于各种产品。例如，根据本公开的技术被实现为安装在诸如汽车、电动汽车、混合电动汽车、摩托车、自行车、个人移动装置、飞机、无人飞行器、船舶或机器人等任何类型的移动体上的装置。
图15是示出作为根据本公开实施方案的技术可以适用的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意构成例的框图。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图15所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、主体系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和综合控制单元12050。另外，作为综合控制单元12050的功能构成，示出了微型计算机12051、声音/图像输出单元12052和车载网络接口(I/F)12053。
驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动系统有关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作用于产生如内燃机或驱动电机等车辆的驱动力的驱动力产生装置、用于向车轮传递驱动力的驱动力传递机构、用于调整车辆的转向角的转向机构、用于产生车辆的制动力的制动装置等的控制装置。
主体系统控制单元12020根据各种程序来控制设置于车体的各种装置的操作。例如，主体系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动窗装置或诸如头灯、尾灯、刹车灯、转向灯、雾灯等各种灯的控制装置。在这种情况下，代替按键的从便携式装置传递的无线电波或各种类型的开关的信号可以输入到主体系统控制单元12020。主体系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，并控制车辆的门锁装置、电动窗装置、灯等。
车外信息检测单元12030检测包括车辆控制系统12000的车辆的外部有关的信息。例如，车外信息检测单元12030连接有成像单元12031。车外信息检测单元12030使成像单元12031对车辆外部的图像进行成像并接收所成像的图像。基于接收到的图像，车外信息检测单元12030可以进行检测诸如人、汽车、障碍物、标志、道路上的文字等物体的处理或检测距其距离的处理。
成像单元12031是接收光的光学传感器，其输出对应于光的受光量的电信号。成像单元12031可以输出电信号作为图像，或可以输出电信号作为测量距离有关的信息。另外，由成像单元12031接收的光可以是可见光或可以是诸如红外线等不可见光。
车内信息检测单元12040检测车内有关的信息。例如，车内信息检测单元12040与检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041连接。例如，驾驶员状态检测部12041包括对驾驶员成像的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳度或驾驶员的集中度，或者可以判断驾驶员是否入睡。
微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的车辆内部或外部有关的信息来计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且可以向驱动系统控制单元12010输出控制指令。例如，微型计算机12051可以进行协调控制，以实现包括车辆的碰撞避免或碰撞缓和、基于跟随距离的追踪行驶、车辆速度保持行驶、车辆碰撞警告、车辆的车道偏离警告等高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能。
另外，微型计算机12051可以通过基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆外部或内部的信息来控制驱动力产生装置、转向机构、制动装置等来进行协调控制，旨在实现自主行驶而不依赖于驾驶员的操作的自动驾驶等。
另外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030获得的车辆外部有关的信息将控制指令输出到主体系统控制单元12020。例如，微型计算机12051通过根据由车外信息检测单元12030检测到的前方车辆或对向车辆的位置控制头灯以例如将远光灯变化为近光灯来进行旨在防止眩光的协调控制。
声音/图像输出单元12052将声音和图像中的至少一种的输出信号传递到能够在视觉上或听觉上通知车辆乘员或车辆外部的信息的输出装置。在图15的示例中，作为输出装置，示出了音频扬声器12061、显示单元12062和仪表板12063。例如，显示单元12062可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一种。
图16是示出了成像单元12031的安装位置的示例的图。
在图16中，成像单元12031包括成像单元12101、12102、12103、12104和12105。
例如，成像单元12101、12102、12103、12104和12105设置在车辆12100的车头、侧视镜、后保险杠和后门的位置处以及车内的挡风玻璃的上侧的位置处。设置在车头的成像单元12101和设置在车内的挡风玻璃上侧的成像单元12105主要获得车辆12100前方的图像。设置在侧视镜的成像单元12102和12103主要获得车辆12100侧方的图像。设置在后保险杠或后门的成像单元12104主要获得车辆12100后方的图像。设置在车内的挡风玻璃上侧的成像单元12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、交通信号灯、交通标志、车道等。
此外，图16示出了成像单元12101～12104的拍摄范围的示例。成像范围12111表示设置在车头的成像单元12101的成像范围。成像范围12112和12113分别表示设置在侧视镜的成像单元12102和12103的成像范围。成像范围12114表示设置在后保险杠或后门的成像单元12104的成像范围。例如，通过叠加由成像单元12101～12104成像的图像数据获得了车辆12100的从上方看到的鸟瞰图像。
成像单元12101～12104中的至少一个可以具有获取距离信息的功能。例如，成像单元12101～12104中的至少一个可以是由多个成像元件构成的立体相机，或者可以是具有相位差检测用像素的成像元件。
例如，基于从成像单元12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051可以确定距成像范围12111～12114内的各立体物的距离和距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而提取存在于车辆12100的行驶路线上且在与车辆12100的大致相同的方向上以预定速度(例如，0km/h以上)行驶的特别是最靠近的立体物作为前方车辆。此外，微型计算机12051可以设定在前方车辆的前方预先确保的跟随距离，并进行自动制动控制(包括追踪行驶停止控制)、自动加速控制(包括追踪行驶开始控制)等。因此，可以进行旨在实现使车辆自主行驶而不依赖于驾驶员的操作的自动驾驶等的协调控制。
例如，基于从成像单元12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051可以将关于立体物的立体物数据分类为两轮车辆、普通车辆、大型车辆、行人、电线杆和其他立体物的立体物数据，提取分类的立体物数据，并将提取的立体物数据用于自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员可以在视觉上识别的障碍物和对车辆12100的驾驶员难以在视觉上识别的障碍物。然后，微型计算机12051判断指示与各障碍物碰撞的危险度的碰撞风险。在其中碰撞风险等于或高于设定值并因此存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051经由音频扬声器12061或显示单元12062向驾驶者输出警告，并且经由驱动系统控制单元12010进行强制减速或回避转向。因此，微型计算机12051可以辅助驾驶，以避免碰撞。
成像单元12101～12104中的至少一个可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051可以通过判断行人是否存在于成像单元12101～12104的成像图像中来识别行人。例如，通过提取作为红外相机的成像单元12101～12104的成像图像中的特征点的过程以及通过对表示物体的轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理以判断是否为行人的过程来进行这种行人的识别。当微型计算机12051判断行人存在于成像单元12101～12104的成像图像中并且因此识别出行人时，声音/图像输出单元12052控制显示单元12062，使得显示用于强调的矩形轮廓线，以叠加在识别出的行人上。声音/图像输出单元12052可以控制显示单元12062，使得在期望的位置处显示指示行人的图标等。
以上说明的是根据本公开的技术可适用的移动体控制系统的示例。根据本公开的技术可适用于上述构成的成像单元12031。根据本公开的技术可以检测人类不可见的可见光以外的光或电磁波。这能够使移动体控制系统使用检测结果进行更高级的控制。另外，根据本公开的技术可以实现检测可见光以外的光或电磁波的电磁波检测装置100的性能的进一步提高或成本降低。这能够使电磁波检测装置100适用于更广泛的目标。
以上已经参照第一至第五实施方案说明了根据本公开的技术。然而，根据本公开的技术不限于上述实施方案等，并且可以进行各种变形。另外，上述第一至第五实施方案可以相互组合。
此外，并非实施方案中所述的所有构成和操作都是本公开的构成和操作所必需的。例如，在实施方案的组件之中，在引用本公开的最上位概念的独立权利要求中未说明的组件应被理解为可选组件。
贯穿本说明书和所附权利要求书中使用的术语应被解释为“非限制性”术语。例如，术语“包括”或“被包括”应被解释为“不限于被记载为所包括的内容”。术语“具有”应被解释为“不限于被记载为所具有的内容”。
本说明书中使用的术语包括仅为便于说明而使用而非用于限制构成和操作的术语。例如，诸如“右”、“左”、“上”和“下”等术语仅指示所参照的附图上的方向。此外，术语“内侧”和“外侧”仅分别指示朝向关注要素中心的方向和远离关注要素中心的方向。这同样适用于与这些术语类似的术语以及具有相同目的的术语。
注意，根据本公开的技术可以具有以下构成。具有以下构成的根据本公开的技术可以在电磁波吸收层的厚度方向上产生温度梯度，从而将在电磁波吸收层的厚度方向上产生的温度梯度热电转换为电动势。因此，在使用根据本公开技术的电磁波检测装置中，与将在电磁波吸收层的面内方向上产生的温度梯度热电转换的情况相比，可以使用有效的结构将温度梯度热电转换为电动势。因此，使用根据本公开技术的电磁波检测装置能够实现性能的进一步提高或成本降低。根据本公开技术的效果不必须限于这里记载的效果，并且可以是本公开中记载的任何效果。
(1)一种电磁波检测装置，包括：
电磁波吸收层，其包含吸收电磁波的低维度电子材料；
第一电极，其被设置在所述电磁波吸收层的第一主面上；
第二电极，其被设置在所述电磁波吸收层的与第一主面相对的第二主面上；和
读出电路，其从第二电极读出通过由吸收了电磁波的所述电磁波吸收层产生的热量的热电转换而生成的信号。
(2)根据(1)所述的电磁波检测装置，其中，
第一电极被设置为遍及整个第一主面，和
第一电极设置有二维排列的多个开口部。
(3)根据(2)所述的电磁波检测装置，其中，所述多个开口部中的每个构成检测从第一主面侧入射的电磁波的像素。
(4)根据(2)或(3)所述的电磁波检测装置，其中，第二电极被设置为在第二主面的与所述多个开口部相对应的区域中彼此分离。
(5)根据(2)～(4)中任一项所述的电磁波检测装置，其中，还设置有像素分离层，以针对设置有所述多个开口部的各个区域分离所述电磁波吸收层。
(6)根据(5)所述的电磁波检测装置，其中，所述像素分离层被设置为贯通所述电磁波吸收层。
(7)根据(1)～(6)中任一项所述的电磁波检测装置，其中，在第二主面上的第二电极之间还设置有屏蔽电极。
(8)根据(1)～(7)中任一项所述的电磁波检测装置，其中，所述低维度电子材料包括其中内部的电子移动被限制在二维以下的区域内的材料。
(9)根据(8)所述的电磁波检测装置，其中，所述低维度电子材料包括碳纳米管或石墨烯中的至少一种或多种。
(10)根据(1)～(9)中任一项所述的电磁波检测装置，其中，
在所述电磁波吸收层和第一电极上还设置有绝缘层，
所述绝缘层具有比所述电磁波吸收层低的热导率或者比所述电磁波吸收层低的电磁波吸收率中的至少一种或多种。
(11)根据(1)～(10)中任一项所述的电磁波检测装置，其中，在所述电磁波吸收层和第二电极之间还设置有缓冲层。
(12)根据(11)所述的电磁波检测装置，其中，在所述低维度电子材料为p型化合物的情况下，所述缓冲层包含电子亲和力比所述低维度电子材料小的缓冲材料。
(13)根据(11)所述的电磁波检测装置，其中，在所述低维度电子材料为n型化合物的情况下，所述缓冲层包含电离电位比所述低维度电子材料大的缓冲材料。
(14)根据(1)～(13)中任一项所述的电磁波检测装置，其中，在第二电极和所述读出电路之间还设置有包括空隙的绝热部。
(15)根据(1)～(14)中任一项所述的电磁波检测装置，其中，由所述电磁波吸收层吸收的电磁波具有100GHz以上且75THz以下的频率。
(16)一种电磁波检测系统，包括：
电磁波检测装置；和
快门，其控制电磁波在所述电磁波检测装置上的入射，其中，
所述电磁波检测装置包括：
电磁波吸收层，其包含吸收电磁波的低维度电子材料；
第一电极，其被设置在所述电磁波吸收层的第一主面上；
第二电极，其被设置在所述电磁波吸收层的与第一主面相对的第二主面上；和
读出电路，其从第二电极读出通过由吸收了电磁波的所述电磁波吸收层产生的热量的热电转换而生成的信号。
(17)一种电磁波检测方法，包括：
通过在彼此相对的主面被夹持在第一电极和第二电极之间的电磁波吸收层中包含的低维度电子材料来吸收电磁波；
通过吸收电磁波对由所述电磁波吸收层产生的热量执行热电转换；和
从第二电极读出通过所述热电转换生成的信号。
本申请要求于2019年10月10日向日本专利局提交的日本优先权专利申请No.2019-186911的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本领域技术人员应当理解，在所附权利要求书或其等同物的保护范围内，可以根据设计要求和其他因素进行各种修改、组合、子组合和变更。

Claims (17)

1.一种电磁波检测装置，包括：
电磁波吸收层，其包含吸收电磁波的低维度电子材料；
第一电极，其被设置在所述电磁波吸收层的第一主面上；
第二电极，其被设置在所述电磁波吸收层的与第一主面相对的第二主面上；和
读出电路，其从第二电极读出通过由吸收了电磁波的所述电磁波吸收层产生的热量的热电转换而生成的信号。
2.根据权利要求1所述的电磁波检测装置，其中，
第一电极被设置为遍及整个第一主面，和
第一电极设置有二维排列的多个开口部。
3.根据权利要求2所述的电磁波检测装置，其中，所述多个开口部中的每个构成检测从第一主面侧入射的电磁波的像素。
4.根据权利要求2所述的电磁波检测装置，其中，第二电极被设置为在第二主面的与所述多个开口部相对应的区域中彼此分离。
5.根据权利要求2所述的电磁波检测装置，其中，还设置有像素分离层，以针对设置有所述多个开口部的各个区域分离所述电磁波吸收层。
6.根据权利要求5所述的电磁波检测装置，其中，所述像素分离层被设置为贯通所述电磁波吸收层。
7.根据权利要求1所述的电磁波检测装置，其中，在第二主面上的第二电极之间还设置有屏蔽电极。
8.根据权利要求1所述的电磁波检测装置，其中，所述低维度电子材料包括其中内部的电子移动被限制在二维以下的区域内的材料。
9.根据权利要求8所述的电磁波检测装置，其中，所述低维度电子材料包括碳纳米管或石墨烯中的至少一种或多种。
10.根据权利要求1所述的电磁波检测装置，其中，
在所述电磁波吸收层和第一电极上还设置有绝缘层，
所述绝缘层具有比所述电磁波吸收层低的热导率或者比所述电磁波吸收层低的电磁波吸收率中的至少一种或多种。
11.根据权利要求1所述的电磁波检测装置，其中，在所述电磁波吸收层和第二电极之间还设置有缓冲层。
12.根据权利要求11所述的电磁波检测装置，其中，在所述低维度电子材料为p型化合物的情况下，所述缓冲层包含电子亲和力比所述低维度电子材料小的缓冲材料。
13.根据权利要求11所述的电磁波检测装置，其中，在所述低维度电子材料为n型化合物的情况下，所述缓冲层包含电离电位比所述低维度电子材料大的缓冲材料。
14.根据权利要求1所述的电磁波检测装置，其中，在第二电极和所述读出电路之间还设置有包括空隙的绝热部。
15.根据权利要求1所述的电磁波检测装置，其中，由所述电磁波吸收层吸收的电磁波具有100GHz以上且75THz以下的频率。
16.一种电磁波检测系统，包括：
电磁波检测装置；和
快门，其控制电磁波在所述电磁波检测装置上的入射，其中，
所述电磁波检测装置包括：
电磁波吸收层，其包含吸收电磁波的低维度电子材料；
第一电极，其被设置在所述电磁波吸收层的第一主面上；
第二电极，其被设置在所述电磁波吸收层的与第一主面相对的第二主面上；和
读出电路，其从第二电极读出通过由吸收了电磁波的所述电磁波吸收层产生的热量的热电转换而生成的信号。
17.一种电磁波检测方法，包括：
通过在彼此相对的主面被夹持在第一电极和第二电极之间的电磁波吸收层中包含的低维度电子材料来吸收电磁波；
通过吸收电磁波对由所述电磁波吸收层产生的热量执行热电转换；和
从第二电极读出通过所述热电转换生成的信号。
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