本发明属于半导体材料以及半导体器件领域，涉及一种基于二维材料传感器测量pn结结温的方法。
背景技术：
随着高频半导体器件的广泛应用，其pn结在快速变化的外界环境中(电压、电流等)，其结温会产生快速的变化，但是由于高的频率，使得pn结结温的温度变化也十分迅速，这就对于传统的pn结结温的测量手段提出了挑战。
现有的测量pn结结温的方法大多借助于二极管或热敏电阻等较大体积的器件来完成，其测量pn结结温的方式普遍需要额外的拓扑电路进行辅助处理，其制造过程复杂，实现困难。最重要，现有的测试结温的方式对于微小温度的变化量的测量并不准确，且对于微小温度变化的灵敏度都比较低。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于二维材料传感器测量pn结结温的方法，测量由于其他外界因素变化引起的pn结处微小温度变化。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于二维材料传感器测量pn结结温的方法，具体包括以下步骤：
s1：将具有感知外界温度变化能力的二维材料剥离成少层或者单层的状态；
s2：通过表征手段，找到所需要转移到pn结上的二维材料区域进行标定；
s3：将标定区域的二维材料转移到叉指电极上；
s4：将覆盖有二维材料的叉指电极设置在pn结上，结合测量电路测得pn结结温。
优选的，步骤s1中，采用机械剥离或者液相剥离方法，将二维材料剥离成少层或者单层的状态。
优选的，步骤s2中，通过sem等表征手段，找到所需要转移到pn结上的二维材料区域进行标定。
优选的，步骤s3中，利用热敏胶带对标定区域的二维材料进行转移，将原基底上的材料转移到热敏胶带上，然后利用相同的转移方法，将材料转移到叉指电极上，完成二维材料的转移。
优选的，步骤s3中，利用二维材料转移平台将基底的材料转移到叉指电极上。
本发明的有益效果在于：本发明充分利用了二维材料极大的比表面积以及其高的灵敏度特性(即电子被限制在二维平面内)，与叉指电极结合使用，在叉指电极大面积接触pn结的情况下，还能提高叉指电极感应温度变化的灵敏度，从而提高测量pn结结温的精确度。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明测量pn结结温装置的俯视图；
图2为本发明测量pn结结温装置的侧视图；
图3为二维材料转移过程示意图；
图4为将二维材料覆盖在叉指电极上的示意图；
附图标记：1、n-type区域，2、p-type区域，3、pn结，4、二维材料温度传感器，5、叉指电极，6、二维材料。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1～图4，本发明设计了一种基于二维材料传感器测量pn结结温的方法，具体包括以下步骤：
步骤1：将具有感知外界温度变化能力的二维材料剥离成少层或者单层的状态；
步骤2：通过表征手段，找到所需要转移到pn结上的二维材料区域进行标定；
步骤3：将标定区域的二维材料转移到叉指电极上；
步骤4：将覆盖有二维材料的叉指电极设置在pn结上，结合测量电路测得pn结结温。
其中，本发明优选了两种制作二维材料传感器的方法，详见下述实施例。
实施例1：
首先，使用机械剥离或者液相剥离的方法，将具有感知外界温度变化能力的二维材料(如tmd材料)剥离成少层或者单层的状态；然后，通过sem等表征手段，找到所需要转移到pn结上的二维材料区域进行标定，紧接着利用热敏胶带对标定区域的二维材料进行转移，将原基底上的材料转移到热敏胶带上；最后，利用相同的转移方法，将材料转移到pn结上的叉指电极上，完成二维材料的转移。
实施例1的主要实现步骤如图3所示，具体包括以下步骤：
1)图3(a)是块体的二维材料，图3(b)是用热敏胶带与块体材料粘连的过程，经过反复的撕的过程，会得到图3(c)的单层或者少层的二维材料。
2)用设计好的掩膜版形状，在结的表面旋涂光刻胶；将掩膜版放置于光刻胶表面进行曝光处理；将曝光后的硅基底放入显影液中进行显影；在显影后的硅基底上沉积金属薄膜；
3)以图3(c)为基础，将图3(c)与下图的叉指电极进行多次粘连，这样就可以把少层或者单层的二维材料转移到相应的电极上去(如图4所示)，从而与叉指电极有接触，后续可以通过叉指电极以及相关测量电路测得微小温度变化下的材料的电阻变化。
实施例2：
在特定基底上面生长所需要的二维材料，然后利用二维材料转移平台将此基底的材料转移到pn结的叉指电极上。此方案可以通过转移平台准确定位，并能准确转移到目标位置，虽然操作更加精细，但是准确度更加高。
实施例2的主要实现步骤如下：
1)利用实施例1里面的步骤1)完成二维材料的机械剥离过程；
2)将二维材料样品转移到pdms上；
3)加热样品，去除pdms，剩下所需要的二维材料；
4)利用二维材料转移平台将样片转移到pn结的叉指电极上。
为了使得此传感器的灵敏度更高，可以将叉指电极直接做在pn结的表面，这样就可以使得结温在发生变化的瞬间，二维材料温度传感器就能立刻感受到，从而产生电信号的变化，将温度变化检测出来。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
1.一种基于二维材料传感器测量pn结结温的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
s1：将具有感知外界温度变化能力的二维材料剥离成少层或者单层的状态；
s2：通过表征手段，找到所需要转移到pn结上的二维材料区域进行标定；
s3：将标定区域的二维材料转移到叉指电极上；
s4：将覆盖有二维材料的叉指电极设置在pn结上，结合测量电路测得pn结结温。
2.根据权利要求1所述的测量pn结结温的方法，其特征在于，步骤s1中，采用机械剥离或者液相剥离方法，将二维材料剥离成少层或者单层的状态。
3.根据权利要求1所述的测量pn结结温的方法，其特征在于，步骤s2中，通过sem表征手段，找到所需要转移到pn结上的二维材料区域进行标定。
4.根据权利要求1所述的测量pn结结温的方法，其特征在于，步骤s3中，利用热敏胶带对标定区域的二维材料进行转移，将原基底上的材料转移到热敏胶带上，然后利用相同的转移方法，将材料转移到叉指电极上，完成二维材料的转移。
5.根据权利要求1或4所述的测量pn结结温的方法，其特征在于，步骤s3中，利用二维材料转移平台将基底上面生长的二维材料转移到叉指电极上。
技术总结