(57)【要約】【課題】多様なガスの検出に用いることができるトランジスタ及びその製造方法を提供する。【解決手段】トランジスタ２００には、半導体層１０１〜１０３と、半導体層１０１〜１０３上方に設けられたグラフェン膜１０５と、グラフェン膜１０５の表面を修飾し、少なくとも一部が気体に接する修飾部１０９と、半導体層１０１〜１０３とグラフェン膜１０５との間のバリア膜１０４と、半導体層１０１〜１０３の表面にバリア膜の下方の部分を間に挟むようにして設けられた２個の電極１０７及び１０８と、が含まれる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体層と、
前記半導体層上方に設けられたグラフェン膜と、
前記グラフェン膜の表面を修飾し、少なくとも一部が気体に接する修飾部と、
前記半導体層と前記グラフェン膜との間のバリア膜と、
前記半導体層の表面に前記バリア膜の下方の部分を間に挟むようにして設けられた２個の電極と、
を有することを特徴とするトランジスタ。
【請求項２】
前記グラフェン膜が前記バリア膜に直接接していることを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
【請求項３】
前記修飾部は、ＳｎＳ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ポリアニリン又はポリピロールを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のトランジスタ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトランジスタを有することを特徴とするガスセンサ。
【請求項５】
半導体層上方にグラフェン膜を設ける工程と、
前記グラフェン膜の表面を修飾し、少なくとも一部が気体に接する修飾部を設ける工程と、
前記半導体層と前記グラフェン膜との間のバリア膜を形成する工程と、
前記半導体層の表面に前記バリア膜の下方の部分を間に挟むようにして２個の電極を形成する工程と、
を有することを特徴とするトランジスタの製造方法。
【請求項６】
前記グラフェン膜が前記バリア膜に直接接していることを特徴とする請求項５に記載のトランジスタの製造方法。
【請求項７】
前記修飾部は、ＳｎＳ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ポリアニリン又はポリピロールを含むことを特徴とする請求項５又は６に記載のトランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランジスタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、グラフェンを用いた電子デバイスの開発が盛んに行われており、様々な応用が模索されている。グラフェンを用いた電子デバイスは、グラフェンの比表面積が大きいことに起因して、動作雰囲気等の外界の影響を大きく受けることが知られている。最近では、この性質を逆に利用することで、グラフェンの化学センサへの応用も研究されている。典型的なグラフェンセンサはチャネルにグラフェンを用いたバックゲート型のトランジスタ構造をとっている。このグラフェンセンサでは、グラフェンの表面にガス分子が着脱した際に生じる、グラフェンとガス分子との間での電子のやり取り（電荷移動）に起因する電流変化からガスの検出を行う。このグラフェンセンサにより、アンモニアや二酸化窒素を検出できることが報告されている。その一方で、ｐｐｍレベルのアンモニアに対する電気伝導度の変化は小さく、その変化率は数％程度と低い。
【０００３】
グラフェンをゲートに用いたグラフェンセンサも提案されている。しかしながら、このグラフェンセンサで検出できるガスの種類は限定的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１７／００２８５４号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Nature Materials, 6, 652 (2007)
【非特許文献２】Materials Science and Engineering C, 31, 1405 (2011)
【非特許文献３】Sensors and Actuators B, 155, 451(2011)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、多様なガスの検出に用いることができるトランジスタ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
トランジスタの一態様には、半導体層と、前記半導体層上方に設けられたグラフェン膜と、前記グラフェン膜の表面を修飾し、少なくとも一部が気体に接する修飾部と、前記半導体層と前記グラフェン膜との間のバリア膜と、前記半導体層の表面に前記バリア膜の下方の部分を間に挟むようにして設けられた２個の電極と、が含まれる。グラフェン膜とは、１又は２以上のグラフェンの単位層からなる膜をいう。
【０００８】
ガスセンサの一態様には、上記のトランジスタが含まれる。
【０００９】
トランジスタの製造方法の一態様では、半導体層上方にグラフェン膜を設け、前記グラフェン膜の表面を修飾し、少なくとも一部が気体に接する修飾部を設け、前記半導体層と前記グラフェン膜との間のバリア膜を形成し、前記半導体層の表面に前記バリア膜の下方の部分を間に挟むようにして２個の電極を形成する。
【発明の効果】
【００１０】
上記のトランジスタ等によれば、適切なグラフェン膜、修飾部、バリア膜及び半導体層が含まれるため、多様なガスの検出に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】参考例のガスセンサの構造を示す断面図である。
【図２】参考例のガスセンサの使用方法を示す図である。
【図３】フラットバンド電圧の変化とドレイン電流の変化との関係を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るガスセンサの構造を示す断面図である。
【図５】修飾部の機能を示す図である。
【図６】ホルムアルデヒド分子が吸着する前又は後のバンド構造を示す図である。
【図７Ａ】第２の実施形態に係るガスセンサの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図７Ｂ】図７Ａに引き続き、ガスセンサの製造方法を工程順に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
先ず、ガスセンサの参考例について説明する。図１は、参考例のガスセンサの構造を示す断面図である。
【００１３】
参考例のガスセンサ１００には、図１に示すように、ｐ型層１０１、ｐ型層１０１上の絶縁膜１０４及び絶縁膜１０４上のグラフェン膜１０５が含まれる。ガスセンサ１００には、ｐ型層１０１の表面のｎ型層１０２及びｎ型層１０３が含まれる。ｎ型層１０２及びｎ型層１０３は、平面視で絶縁膜１０４及びグラフェン膜１０５を挟む。ガスセンサ１００には、グラフェン膜１０５上のゲート電極１０６、ｎ型層１０２上のソース電極１０７及びｎ型層１０３上のドレイン電極１０８が含まれる。
【００１４】
次に、ガスセンサ１００を使用する方法について説明する。図２は、参考例のガスセンサの使用方法を示す図である。
【００１５】
図２（ａ）に示すように、ガスセンサ１００は、例えば、ソース電極１０７とドレイン電極１０８との間にこれらの間を流れる電流（ドレイン電流）を検知する電流モニタリング装置１１１を接続して用いられる。ソース電極１０７は接地され、ゲート電極１０６にはバイアス電源１１２によりバイアス電圧Ｖbiasを印加する。電流モニタリング装置１１１に、例えば、各種の電源、増幅回路、サンプリング回路、アナログ−デジタル（ＡＤ）変換器、データ処理用コンピュータ等が含まれてもよい。
【００１６】
図２（ｂ）に、グラフェン膜１０５、絶縁膜１０４及びｐ型層１０１のバンド図を示す。グラフェン膜１０５の仕事関数φgとｐ型層１０１の仕事関数φsとの間には、フラットバンド電圧ＶFBを用いて次の関係が成り立つ。
ＶFB＝φg−φs
【００１７】
グラフェン膜１０５が被検分子であるアンモニア分子１１３を吸着すると、アンモニア分子１１３はグラフェン膜１０５に対してドナーとして働き、グラフェン膜１０５はｎ型にドープされる。この結果、グラフェン膜１０５の仕事関数が変化し、フラットバンド電圧も変化する。グラフェン膜１０５の仕事関数の変化量をΔφg、フラットバンド電圧の変化量をΔＶFBとすると、次の関係が成り立つ。
ΔＶFB＝Δφg
【００１８】
そして、フラットバンド電圧が変化すると、図３に示すように、同一のバイアス点Ｖbiasにおけるドレイン電流がＩd1からＩd2へとΔＩdだけ変化する。この変化量ΔＩdを電流モニタリング装置１１１で検出することにより、グラフェン膜１０５が吸着したアンモニア分子１１３の数を特定することができ、この数からアンモニアの濃度を特定することができる。変化量ΔＩdは物理量の一例である。
【００１９】
変化量ΔＩdは相互コンダクタンスに依存するため、例えばバイアス電圧Ｖbiasとしてサブスレショルド領域の電圧を用いることにより、ドレイン電流は指数関数的に変化する。従って、グラフェン膜１０５の仕事関数の変化量が僅かであっても、ドレイン電流の変化量ΔＩdを大きなものとすることができる。例えば、仕事関数の変化量が６０ｍＶの場合に一桁の変化量、すなわちΔＩd／Ｉd1として１０００％を得ることができる。また、例えばバイアス電圧Ｖbiasとしてオン領域の電圧を用いた場合には、ドレイン電流の絶対的変化はその電界効果トランジスタの最大電流付近に設定することができる。このような本実施形態によれば、ｐｐｂレベルのアンモニアを簡易に検出することができる。
【００２０】
しかしながら、このような使用方法は、アンモニア等のグラフェン膜１０５に対してドナー又はアクセプタとして働く分子の検出に有効であるが、グラフェン膜１０５に対してドナー又はアクセプタとして働かない分子を検出することができない。本発明者は、より多様な分子の検出を可能とすべく鋭意検討を行った。この結果、グラフェンの表面に特定の修飾基を付与することで、グラフェン自身とは相互作用を持ち得ない分子の検出が可能になることを見出した。
【００２１】
以下、実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について説明する。図４は、第１の実施形態に係るガスセンサの構造を示す断面図である。
【００２３】
第１の実施形態に係るガスセンサ２００には、図４に示すように、ｐ型層１０１、ｐ型層１０１上の絶縁膜１０４及び絶縁膜１０４上のグラフェン膜１０５が含まれる。ガスセンサ１００には、グラフェン膜１０５の表面を修飾し、少なくとも一部が気体に接する修飾部１０９、並びにｐ型層１０１の表面のｎ型層１０２及びｎ型層１０３が含まれる。ｎ型層１０２及びｎ型層１０３は、平面視で絶縁膜１０４及びグラフェン膜１０５を挟む。ガスセンサ１００には、グラフェン膜１０５上のゲート電極１０６、ｎ型層１０２上のソース電極１０７及びｎ型層１０３上のドレイン電極１０８が含まれる。このように、ガスセンサ２００は、ゲートにグラフェン膜１０５を有するｎ型ＭＯＳＦＥＴ構造を備えている。ｐ型層１０１は半導体層の一例であり、絶縁膜１０４はバリア膜の一例である。
【００２４】
次に、修飾部１０９の機能について説明する。ここでは、修飾部１０９に半導体が用いられていることとするが、修飾部１０９に絶縁体又は金属が用いられてもよく、修飾部１０９の材料が無機物又は有機物であってもよい。図５は、修飾部１０９の機能を示す図である。
【００２５】
修飾部１０９の表面にガス分子１１０が吸着すると、図５（ａ）に示すように、ガス分子１１０のＨＯＭＯ（最高占有分子軌道）から修飾部１０９の伝導帯を経てグラフェン膜１０５へと電荷（電子）の移動が生じるか、図５（ｂ）に示すように、グラフェン膜１０５から修飾部１０９の伝導帯を経てガス分子１１０のＬＵＭＯ（最低被占有分子軌道）に電荷（電子）が移動する。このようにしてグラフェン膜１０５の仕事関数が変化する。つまり、グラフェン膜１０５自身とは相互作用を持ち得ないガス分子１１０であっても、修飾部１０９を通じてグラフェン膜１０５の仕事関数を変化させることできる。グラフェン膜１０５の仕事関数の変化は、参考例のガスセンサ１００と同様の原理で、電界効果トランジスタ（field effect transistor：ＦＥＴ）のドレイン電流の変化として検出される。
【００２６】
従って、第１の実施形態における修飾部１０９に特定のガス分子１１０が吸着されると、その量が僅かであってもグラフェン膜１０５の仕事関数が大きく変化する。このため、この変化の量を検出することで、グラフェン膜１０５に吸着されたガス分子１１０の量を高い精度で検出することができる。
【００２７】
なお、電荷の移動の有無及び移動量は、修飾部１０９とガス分子１１０との相互作用の有無にも依存する。具体的には、電荷の移動の有無及び移動量は、修飾部１０９の表面に対するガス分子１１０の吸着エネルギー、修飾部１０９とガス分子１１０との間の電気陰性度の差、及びグラフェンを含む各材料の相対的なバンドアラインメント（電子状態の相対的なエネルギー位置）に依存する。
【００２８】
例えば、ＳｎＯ2及びＺｎＯ等の酸化物の膜又は微粒子が修飾部１０９に用いられた場合、ガスセンサ２００は、Ｈ2、ＣＯ、Ｈ2Ｓ及びＳＯ2等の還元性ガスの検出に適している。例えば、Ｈ2のガス分子１１０が修飾部１０９の表面に吸着すると、Ｈ2＋Ｏ-→Ｈ2Ｏ＋ｅ-の反応が起こり、図５（ａ）に示すように、放出された電子がグラフェン膜１０５へと移動し、グラフェン膜１０５のフェルミ準位が上昇する。つまり、グラフェン膜１０５はｎ型にドープされる。この結果、グラフェン膜１０５の仕事関数が減少し、ドレイン電流が変化する。
【００２９】
ポリアニリンが修飾部１０９に用いられた場合、ガスセンサ２００は、メタノール及びエタノール等のアルコールの検出に適している。アルコールのガス分子１１０が修飾部１０９に吸着すると、図５（ａ）に示すように、電子が修飾部１０９からグラフェン膜１０５へと移動し、グラフェン膜１０５のフェルミ準位が上昇する。つまり、グラフェン膜１０５はｎ型にドープされる。この結果、グラフェン膜１０５の仕事関数が減少し、ドレイン電流が変化する。
【００３０】
例えば、ＳｎＯ2及びＺｎＯ等の酸化物の膜又は微粒子が修飾部１０９に用いられた場合、ガスセンサ２００は、Ｏ2等の酸化性ガスの検出にも適している。例えば、Ｏ2のガス分子１１０が修飾部１０９の表面に吸着すると、Ｏ2＋ｅ-→２Ｏ-の反応のために、図５（ｂ）に示すように、電子が修飾部１０９からガス分子１１０へと移動する。このため、グラフェン膜１０５から修飾部１０９に電子が移動し、グラフェン膜１０５のフェルミ準位が下降する。つまり、グラフェン膜１０５はｐ型にドープされる。この結果、グラフェン膜１０５の仕事関数が増加し、ドレイン電流が変化する。
【００３１】
ポリピロールが修飾部１０９に用いられた場合、ガスセンサ２００は、メタノール及びエタノール等のアルコールの検出に適している。アルコールのガス分子１１０が修飾部１０９に吸着すると、図５（ｂ）に示すように、電子がグラフェン膜１０５から修飾部１０９へと移動し、グラフェン膜１０５のフェルミ準位が下降する。つまり、グラフェン膜１０５はｐ型にドープされる。この結果、グラフェン膜１０５の仕事関数が増加し、ドレイン電流が変化する。
【００３２】
例えば、二硫化スズ（ＳｎＳ2）が修飾部１０９に用いられた場合、ガスセンサ２００は、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の検出に適している。ホルムアルデヒドのガス分子１１０が修飾部１０９に吸着すると、図５（ａ）に示すように、電子が修飾部１０９からグラフェン膜１０５へと移動し、グラフェン膜１０５のフェルミ準位が上昇する。つまり、グラフェン膜１０５はｎ型にドープされる。この結果、グラフェン膜１０５の仕事関数が減少し、ドレイン電流が変化する。
【００３３】
本発明者が、グラフェン上に二硫化スズを配置したときの電荷移動の有無をシミュレーションにより計算したところ、グラフェンから二硫化スズに電子が移動することが分かった。また、グラフェン上に配置した二硫化スズの表面にホルムアルデヒド分子が吸着したときの安定構造モデルを計算したところ、グラフェンと二硫化スズとの間の距離は３．７Åであり、二硫化スズとホルムアルデヒド分子との間の距離は２．８Åであり、ホルムアルデヒド分子が二硫化スズの表面に物理吸着することが示唆された。本発明者は、このモデルに対して、ホルムアルデヒド分子が吸着する前後のバンド構造を計算した。この結果を図６に示す。図６（ａ）は吸着後のバンド構造を示し、図６（ｂ）は吸着前のバンド構造を示す。二硫化スズはグラフェンと同様に層状物質であり、１層ずつ厚みを変えることが可能である。層数は限定しないが、ここでは単層を想定している。
【００３４】
図６に示すように、ホルムアルデヒドの吸着により、グラフェンの仕事関数が１０ｍｅＶ減少した。これは、二硫化スズに移動した電子の一部が、ホルムアルデヒド分子の吸着により再びグラフェンへ移動したこと、つまりグラフェンがｎ型にドープされたことを意味している。バイアス電圧Ｖbiasをサブスレショルド領域にとったとき、ＦＥＴの単位電圧当たりのドレイン電流変化量（サブスレショルドスイング）が６０ｍＶ／ｄｅｃａｄｅとすると、ホルムアルデヒド分子の吸着によるドレイン電流の変化量は最大で１７％程度得られることが示唆された。このように、二硫化スズはホルムアルデヒドと強く相互作用する。このため、二硫化スズを修飾部１０９に用いることで、ガスセンサ２００をホルムアルデヒドのセンサとして利用することが可能である。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態に係るガスセンサ２００の製造方法に関する。図７Ａ乃至図７Ｂは、第２の実施形態に係る製造方法を工程順に示す断面図である。
【００３６】
先ず、図７Ａ（ａ）に示すように、ｐ型層１０１の表面にｎ型層１０２及びｎ型層１０３を形成する。例えば、ｐ型層１０１はシリコン基板の表面へのｐ型不純物のイオン注入により形成することができ、ｎ型層１０２及びｎ型層１０３はｐ型層１０１の表面へのｎ型不純物のイオン注入により形成することができる。次いで、ｐ型層１０１、ｎ型層１０２及びｎ型層１０３上に絶縁膜１０４を形成する。絶縁膜１０４は、例えばｐ型層１０１、ｎ型層１０２及びｎ型層１０３の表面の熱酸化により形成することができる。
【００３７】
その後、図７Ａ（ｂ）に示すように、絶縁膜１０４上にグラフェン膜１０５を設ける。グラフェン膜１０５は、例えば成長基板上への成長及び転写により設けることができる。
【００３８】
続いて、図７Ａ（ｃ）に示すように、グラフェン膜１０５をパターニングする。グラフェン膜１０５は、例えばフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術によりパターニングすることできる。エッチング技術としては、例えば酸素プラズマを用いたリアクティブイオンエッチング（reactive ion etching：ＲＩＥ）が挙げられる。
【００３９】
次いで、図７Ｂ（ｄ）に示すように、絶縁膜１０４をパターニングしてｎ型層１０２の少なくとも一部及びｎ型層１０３の少なくとも一部を露出させる。絶縁膜１０４は、例えばフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術によりパターニングすることできる。
【００４０】
その後、図７Ｂ（ｅ）に示すように、グラフェン膜１０５上にゲート電極１０６を、ｎ型層１０２上にソース電極１０７を、ｎ型層１０３上にドレイン電極１０８を形成する。ゲート電極１０６、ソース電極１０７及びドレイン電極１０８の形成では、例えば、これらを形成する予定の領域を露出するマスクを形成し、真空蒸着法により金属膜を形成し、マスクをその上の金属膜と共に除去する。すなわち、ゲート電極１０６、ソース電極１０７及びドレイン電極１０８はリフトオフ法により形成することができる。金属膜の形成では、例えば、厚さが５ｎｍのＴｉ膜を形成し、その上に厚さが２００ｎｍのＡｕ膜を形成する。
【００４１】
続いて、図７Ｂ（ｆ）に示すように、グラフェン膜１０５上に修飾部１０９を設ける。修飾部１０９が層状物質であれば、例えば、修飾部１０９は成長基板上への成長及び転写により設けることができる。修飾部１０９をグラフェン膜１０５上に設ける方法は限定されず、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ディップ法、スピンコーティング法、ドロップキャスト法が例示される。蒸着法、スパッタリング法及びＣＶＤ法はドライプロセスの例であり、これらでは、修飾部１０９をグラフェン膜１０５上に直接的に堆積させる。ディップ法、スピンコーティング法、ドロップキャスト法はウェットプロセスの例であり、これらでは、溶媒中に修飾部１０９の材料を分散又は溶解させた溶液を用いる。
【００４２】
このようにして第１の実施形態に係るガスセンサ２００を製造することができる。
【００４３】
修飾部１０９の材料は上記の例に限定されない。例えば、ＳｎＯ2、Ｐｂ、ＳｎＳ2、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフエン）、フタロシアニン及びペンタセンを修飾部１０９の材料に用いることができる。ＳｎＯ2はＮＯX及びＣＯXの検出に好適であり、ＰｂはＨ2の検出に好適であり、ＳｎＳ2はホルムアルデヒド及びアセトンの検出に好適である。ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフエン）はＤＮＡの検出に好適であり、フタロシアニンはヨウ素及び臭素の検出に好適であり、ペンタセンは１−ペンタノールの検出に好適である。Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、ＴｉＯ2及びプロピレンを修飾部１０９の材料に用いてもよい。
【００４４】
グラフェン膜１０５に含まれるグラフェンの層数は特に限定されない。修飾部１０９の厚さも特に限定されないが、修飾部１０９の厚さは１分子層程度であることが好ましい。これは、ガス分子とグラフェン膜１０５との間を電子が容易に移動しやすくするためである。
【００４５】
半導体層の材料として、IV族半導体、III−V族化合物半導体、II−VI族化合物半導体、酸化物半導体、有機物半導体、金属カルコゲナイド系半導体、層状物質半導体、半導体カーボンナノチューブ及びグラフェンナノリボンが例示される。IV族半導体として、単結晶Ｓｉ及び多結晶Ｓｉが例示される。III−V族化合物半導体として、ＧａＡｓ等の砒化物半導体及びＧａＮ等の窒化物半導体が例示される。II−VI族化合物半導体として、ＣｄＴｅが例示される。酸化物半導体として、ＺｎＯが例示される。有機物半導体として、ペンタセンが例示される。金属カルコゲナイド系半導体として、ＭｏＳ2が例示される。層状物質半導体として、黒リンが例示される。半導体層の導電型が反対であってもよい。すなわち、ｐ型層１０１に代えてｎ型層が、ｎ型層１０２に代えてｐ型層が、ｎ型層１０３に代えてｐ型層が用いられてもよい。
【００４６】
絶縁膜１０４の材料として、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、ゲルマニウム酸化物、高誘電率絶縁物及び層状絶縁物が例示される。高誘電率絶縁物として、アルミニウム、チタン、タンタル若しくはハフニウム又はこれらの任意の組み合わせを含む絶縁物、例えばアルミニウム酸化物及びハフニウム酸化物が例示される。層状絶縁物として、六方晶窒化ホウ素（ＢＮ）及び窒化ホウ素とグラファイトとの混晶である六方晶炭窒化ホウ素（ＢＣＮ）が例示される。
【００４７】
バリア膜は絶縁膜に限定されない。例えば、半導体層に化合物半導体が用いられる場合、バリア膜として、半導体層の化合物半導体よりもバンドギャップが広いIII−V族化合物半導体又はII−VI族化合物半導体を用いることができる。例えば、半導体層及びバリア膜の材料の組み合わせとして、ＧａＡｓ及びＡｌＧａＡｓの組み合わせ、ＩｎＧａＡｓ及びＩｎＡｌＡｓの組み合わせ並びにＧａＮ及びＡｌＧａＮの組み合わせが例示される。
【００４８】
修飾部１０９が露出するようにゲート電極１０６、ソース電極１０７及びドレイン電極１０８を覆う保護膜が設けられていてもよい。
【００４９】
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【００５０】
（付記１）
半導体層と、
前記半導体層上方に設けられたグラフェン膜と、
前記グラフェン膜の表面を修飾し、少なくとも一部が気体に接する修飾部と、
前記半導体層と前記グラフェン膜との間のバリア膜と、
前記半導体層の表面に前記バリア膜の下方の部分を間に挟むようにして設けられた２個の電極と、
を有することを特徴とするトランジスタ。
【００５１】
（付記２）
前記グラフェン膜が前記バリア膜に直接接していることを特徴とする付記１に記載のトランジスタ。
【００５２】
（付記３）
前記修飾部は、ＳｎＳ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ポリアニリン又はポリピロールを含むことを特徴とする付記１又は２に記載のトランジスタ。
【００５３】
（付記４）
前記半導体層の材料は、IV族半導体、III−V族化合物半導体、II−VI族化合物半導体、酸化物半導体、有機物半導体、金属カルコゲナイド系半導体、層状物質半導体、半導体カーボンナノチューブ又はグラフェンナノリボンであることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【００５４】
（付記５）
前記バリア膜の材料は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、ゲルマニウム酸化物、高誘電率絶縁物又は層状絶縁物であることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【００５５】
（付記６）
付記１乃至５のいずれか１項に記載のトランジスタを有することを特徴とするガスセンサ。
【００５６】
（付記７）
半導体層上方にグラフェン膜を設ける工程と、
前記グラフェン膜の表面を修飾し、少なくとも一部が気体に接する修飾部を設ける工程と、
前記半導体層と前記グラフェン膜との間のバリア膜を形成する工程と、
前記半導体層の表面に前記バリア膜の下方の部分を間に挟むようにして２個の電極を形成する工程と、
を有することを特徴とするトランジスタの製造方法。
【００５７】
（付記８）
前記グラフェン膜が前記バリア膜に直接接していることを特徴とする付記７に記載のトランジスタの製造方法。
【００５８】
（付記９）
前記修飾部は、ＳｎＳ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ポリアニリン又はポリピロールを含むことを特徴とする付記７又は８に記載のトランジスタの製造方法。
【００５９】
（付記１０）
前記半導体層の材料は、IV族半導体、III−V族化合物半導体、II−VI族化合物半導体、酸化物半導体、有機物半導体、金属カルコゲナイド系半導体、層状物質半導体、半導体カーボンナノチューブ又はグラフェンナノリボンであることを特徴とする付記７乃至９のいずれか１項に記載のトランジスタの製造方法。
【００６０】
（付記１１）
前記バリア膜の材料は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、ゲルマニウム酸化物、高誘電率絶縁物又は層状絶縁物であることを特徴とする付記７乃至１０のいずれか１項に記載のトランジスタの製造方法。
【符号の説明】
【００６１】
１００、２００：ガスセンサ
１０１：ｐ型層
１０２、１０３：ｎ型層
１０４：絶縁膜
１０５：グラフェン膜
１０６：ゲート電極
１０７：ソース電極
１０８：ドレイン電極
１０９：修飾部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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