具有被选择为在电荷中性点附近操作并对量子电容进行调谐的栅极电压的电荷感测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种包括电子设备的系统，该电子设备包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有被选择为在电荷中性点附近操作并对量子电容进行调谐的栅极电压的电荷感测装置


[0001]本专利技术在第一方面涉及一种包括电子设备的系统，所述电子设备包括构成电容器的电子器件，该电容器用于电荷感测目的，并且显示出在费米能级的最敏感点附近对器件进行操作时可由该系统调谐的量子电容。
[0002]本专利技术的第二方面涉及类似于本专利技术第一方面的系统电子设备的电子设备，并且适于允许量子电容的调谐。

技术介绍

[0003]包括本专利技术的权利要求1的前序条款的特征的系统(即包括如下电子设备的系统)在本领域中是已知的，所述电子设备包括：
[0004]‑
电子器件，包括：
[0005]‑
栅极电极结构；
[0006]‑
布置在所述栅极电极结构上面的介电结构；以及
[0007]‑
电荷感测结构，该电荷感测结构包括至少一个二维电荷感测层，该二维电荷感测层被配置成对电荷和/或由外部物理量引起的电荷密度变化进行感测，并且其被配置并布置在所述介电结构上以在电荷感测结构与栅极电极结构之间提供栅极电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
‑
一种包括电子设备的系统，其中，所述电子设备包括：
‑
电子器件，所述电子器件包括：
‑
栅极电极结构(G，BE)；
‑
布置在所述栅极电极结构(G，BE)上的介电结构(D)；以及
‑
电荷感测结构(CE)，所述电荷感测结构(CE)包括至少一个二维电荷感测层，所述二维电荷感测层被配置成对电荷和/或由外部物理量引起的电荷密度变化进行感测，并且所述二维电荷感测层被配置并布置在所述介电结构(D)上以在所述电荷感测结构(CE)与所述栅极电极结构(G，BE)之间提供栅极电容(C
g
)；其中，所述电荷感测结构(CE)显示出与所述栅极电容(C
g
)串联的量子电容(C
q
)，从而在所述电荷感测结构(CE)与所述栅极电极结构(G，BE)之间产生总电容(C
tot
)；
‑
电压检测器，所述电压检测器电连接至所述电荷感测结构(CE)或所述栅极电极结构(G，BE)，以对代表存储在所述总电容(C
tot
)中的感测到的所述电荷的输出电压(V
o
)进行检测；其特征在于，所述系统还包括被配置并布置成向所述栅极电极结构(G，BE)施加栅极电压(V
g
)的装置，其中，所述栅极电压(V
g
)被选择为进行以下两者：
‑
使所述电子器件在所述电荷感测结构(CE)的费米能级的最敏感点附近操作；以及
‑
对所述量子电容(C
q
)进行调谐以修改所述电子器件的灵敏度和动态范围。2.
‑
根据权利要求1所述的系统，其中，所述装置包括产生所述栅极电压(V
g
)的电压源。3.
‑
根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述装置包括控制单元(CU)，所述控制单元(CU)被配置并布置成：将所述栅极电压(V
g
)施加到所述栅极电极结构(G，BE)；以及执行对所述栅极电压(V
g
)进行的所述选择。4.
‑
根据权利要求1、2或3所述的系统，其中，所述栅极电压(V
g
)是DC电压、AC电压、或DC电压与AC电压的组合，并且其中，所述控制单元(CU)被配置成对所述栅极电压(V
g
)至少就所述栅极电压(V
g
)的幅度的特性进行选择。5.
‑
根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述控制单元(CU)包括用于接收关于操作模式的选择信号的选择输入，并且其中，所述控制单元(CU)被配置成：响应于通过所述选择输入接收到的选择信号而选择所述栅极电压(V
g
)并将所述栅极电压(V
g
)施加到所述栅极电极结构(G，BE)，以使所述设备根据所选择的操作模式进行操作。6.
‑
根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制单元(CU)被配置成：还响应于通过所述选择输入接收到的选择信号而不将所述栅极电压(V
g
)施加到所述栅极电极结构(G，BE)。7.
‑
根据权利要求5或6所述的系统，其中，所述操作模式至少包括以下模式：
‑
高灵敏度模式，在所述高灵敏度模式中，所述控制单元(CU)不将所述栅极电压(V
g
)施加到所述栅极电极结构(G，BE)，或选择并施加具有在(0.9*V
t
‑
V
cnp
)伏以下的绝对幅度的栅极电压(V
g
)，从而使所述量子电容(C
q
)减少而非增大，或使所述量子电容(C
q
)仅增大了低于35％的百分比，其中q
e
是电子电荷，n*是剩余电荷载流子密度，A是面积，并且C
g
是栅极的电容且V
cnp
是C
q
最低时的电压；
‑
高动态范围模式，在所述高动态范围模式中，所述控制单元(CU)选择具有在(1.1*V
t
‑
V
cnp
)伏以上的绝对幅度的栅极电压(V
g
)并将所选择的栅极电压(V
g
)施加到所述栅极电极结构(G，BE)，从而使所述量子电容(C
q
)增加到45％以上的百分比；以及
‑
权衡模式，在所述权衡模式中，所述控制单元(CU)选择具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯泰恩，
申请(专利权)人：卡塔拉纳调查及高级研究学院，
类型：发明
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