JP2022073270A - 電界強度を測定可能なセンサ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
11 基板
11A 第1面
11B 第2面
12 電気絶縁層
12A 第1領域
12B 第2領域
13 格子整合層
13A 窒化ホウ素層
14 チャネル層
141 チャネル領域
14A グラフェン層
15 ゲート絶縁層
15A 窒化ホウ素層
16 ゲート電極
17 ソース電極
18 ドレイン電極
19 電気絶縁層
20 ゲート電極
21 遮蔽層
22 ゲート絶縁層
23 格子整合層
30 マスク
50 コンピュータ
51 プロセッサ
52 メモリ
53 インタフェース
54 出力部
Claims (12)
- 外部電界の電界強度を測定可能なセンサ装置であって、
基板と、
前記基板上に配置される電気絶縁層であって、平面視で第1領域及び第2領域を有する電気絶縁層と、
前記電気絶縁層の前記第1領域上に配置され、第1の材料により形成される一又は複数の原子層により形成される格子整合層と、
前記格子整合層上に配置され、チャネル領域を有し、グラフェンの単原子層又は複数の原子層を有するチャネル層と、
前記チャネル層上に配置され、第2の材料により形成される一又は複数の原子層により形成されるゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上に配置されるゲート電極と、
前記チャネル領域を挟んで対向するように前記チャネル層上に配置される一対のソース電極及びドレイン電極と、
を備えることを特徴とするセンサ装置。 - 前記格子整合層又は前記ゲート絶縁層は、グラフェンとの格子不整合度が10%以下である、請求項1に記載のセンサ装置。
- 前記第1の材料又は前記第2の材料は、六方晶系の窒化ホウ素、二硫化モリブデン又は二硫化タングステンである、請求項1又は2に記載のセンサ装置。
- 前記格子整合層又は前記ゲート絶縁層の厚さは、1~10原子層の範囲にある、請求項1~3の何れか一項に記載のセンサ装置。
- 前記チャネル層は、グラフェンの1層~10層を有する、請求項1~4の何れか一項に記載のセンサ装置。
- 前記基板における前記電気絶縁層が配置される面とは反対側の面上に第2の電気絶縁層が配置される、請求項1~5の何れか一項に記載のセンサ装置。
- 外部電界の電界強度を測定可能なセンサ装置であって、
第1面及び第2面を有する基板と、
前記第1面上に配置される電気絶縁層であって、平面視で第1領域と第2領域を有する電気絶縁層と、
前記電気絶縁層の前記第1領域上に配置され、第1の材料により形成される一又は複数の原子層により形成されるゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上に配置され、チャネル領域を有し、グラフェンの単原子層又は複数の原子層を有するチャネル層と、
前記チャネル層上に配置され、第2の材料により形成される一又は複数の原子層により形成される格子整合層と、
前記チャネル領域を挟んで対向するように前記チャネル層上に配置される一対のソース電極及びドレイン電極と、
前記チャネル領域と対応する前記第2面上の領域に配置されるゲート電極と、
を備えることを特徴とするセンサ装置。 - 両極性のトランジスタを有し外部電界の電界強度を測定可能なセンサ装置を用いて外部電界の向きを判定する方法であって、
外部電界が加えられていない時に前記センサ装置を用いて測定されたドレイン電流とゲート電圧との関係において、ドレイン電流が最小値を示す電荷中性点ゲート電圧よりも大きい第1ゲート電圧における第1ドレイン電流値と、前記電荷中性点ゲート電圧よりも小さい第2ゲート電圧における第2ドレイン電流値と、外部電界が加えられている時に前記センサ装置を用いて測定された前記第1ゲート電圧における第3ドレイン電流値と、前記第2ゲート電圧における第4ドレイン電流値とが、
前記第3ドレイン電流値が前記第4ドレイン電流値よりも大きいか、又は、前記第3ドレイン電流値が前記第1ドレイン電流値よりも大きく、且つ、前記第2ドレイン電流値が前記第4ドレイン電流値よりも大きい関係を満たす場合、外部電界の向きは外部から前記センサ装置へ向かう向きであると判定し、
前記第4ドレイン電流値が前記第3ドレイン電流値よりも大きいか、又は、前記第1ドレイン電流値が前記第3ドレイン電流値よりも大きく、且つ、前記第4ドレイン電流値が前記第2ドレイン電流値よりも大きい関係を満たす場合、外部電界の向きは前記センサ装置から外部へ向かう向きであると判定することをプロセッサが実行することを特徴とすることを特徴とする方法。 - 両極性のトランジスタを有し外部電界の電界強度を測定可能なセンサ装置を用いて外部電界の向きを判定する方法であって、
外部電界が加えられていない時に前記センサ装置を用いて測定されたドレイン電流とゲート電圧との関係において、ドレイン電流が最小値を示す電荷中性点ゲート電圧よりも大きい第1ゲート電圧における第1ドレイン電流値と、外部電界が加えられている時に前記センサ装置を用いて測定された前記第1ゲート電圧における第3ドレイン電流値と、前記第1ゲート電圧よりも大きい第2ゲート電圧における第4ドレイン電流値とが、
前記第3ドレイン電流値が前記第1ドレイン電流値よりも大きく、且つ、前記第4ドレイン電流値が前記第3ドレイン電流値よりも大きい関係を満たす場合、外部電界の向きは外部から前記センサ装置へ向かう向きであると判定し、
前記第1ドレイン電流値が前記第3ドレイン電流値よりも大きいか、又は、前記第3ドレイン電流値が前記第4ドレイン電流値よりも大きい関係を満たす場合、外部電界の向きは前記センサ装置から外部へ向かう向きであると判定することをプロセッサが実行することを特徴とする方法。 - 両極性のトランジスタを有し外部電界の電界強度を測定可能なセンサ装置を用いて外部電界の向きを判定する方法であって、
外部電界が加えられていない時に前記センサ装置を用いて測定されたドレイン電流とゲート電圧との関係において、ドレイン電流が最小値を示す電荷中性点ゲート電圧よりも小さい第1ゲート電圧における第1ドレイン電流値と、前記第1ゲート電圧よりも小さい第2ゲート電圧における第2ドレイン電流値と、外部電界が加えられている時に前記センサ装置を用いて測定された前記第1ゲート電圧における第3ドレイン電流値と、前記第1ゲート電圧よりも小さい前記第2ゲート電圧における第4ドレイン電流値とが、
前記第3ドレイン電流値が前記第1ドレイン電流値よりも大きく、且つ、前記第4ドレイン電流値が前記第2ドレイン電流値よりも大きい関係を満たさない場合、外部電界の向きは外部から前記センサ装置へ向かう向きであると判定し、
前記第3ドレイン電流値が前記第1ドレイン電流値よりも大きく、且つ、前記第4ドレイン電流値が前記第2ドレイン電流値よりも大きい関係を満たす場合、外部電界の向きは前記センサ装置から外部へ向かう向きであると判定することをプロセッサが実行することを特徴とする方法。 - 両極性トランジスタを有し、外部電界の電界強度を測定可能なセンサ装置を用いて外部からセンサ装置に加えられる外部電界の向きを判定する方法であって、
外部電界が加えられていない時に前記センサ装置を用いて測定されたドレイン電流とゲート電圧との関係においてドレイン電流が最小値を示す第1電荷中性点ゲート電圧が、外部電界が加えられている時に前記センサ装置を用いて測定されたドレイン電流とゲート電圧との関係においてドレイン電流が最小値を示す第2電荷中性点ゲート電圧よりも大きい場合、外部電界の向きは外部から前記センサ装置へ向かう向きであると判定し、前記第2電荷中性点ゲート電圧が前記第1電荷中性点ゲート電圧よりも大きい場合、外部電界の向きは前記センサ装置から外部へ向かう向きであると判定することをプロセッサが実行することを特徴とする方法。 - 前記センサ装置として、請求項1~7の何れか一項に記載のセンサ装置を用いる請求項8~11の何れか一項に記載の方法。
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