三氧化钼限制生长二硫化锡及快速退火对场效应晶体管的影响

发布时间：2020-12-16 15:54

　　根据摩尔定律,半导体工业中,集成电路每一年半到两年时间其集成化就会有一倍的提升,然而传统工艺所使用的硅材料受到制备工艺的限制,已经快要到达极限。寻找合适的材料来替代硅成为了必然的趋势。石墨烯自成功在实验室制备以来,成为了各个领域的研究热点。由于其自身的迁移率高达15000cm2V-1s-1,成为下一代半导体工业的热门候选材料之一,但是由于其带隙为零,这样在制作成半导体器件之后器件的关断电流较高,开关比很低,所以无法用于工业。因此如何打开石墨烯的带隙成为人们的研究重点,在现有报道中,已经可以成功打开石墨烯的带隙,但是同时会伴随着其迁移率的降低,因此其工业化道路还需更进一步的研究。在石墨烯发现之后,二维材料由于其结构的天然优势成为了研究热点。而二维层状金属硫族化合物是二维材料中重要的一种,其带隙在1eV-3eV,这使得制作出的场效应晶体管会具有高开关比,成为了下一代半导体产业的候选材料之一。在对制作成本,有无毒性,迁移率大小等多种因素的考虑下,我们选择了无毒且低成本的二硫化锡作为本文的研究材料,制备了超薄的二硫化锡纳米片,并探究了其FET器件的性能,具体工作如下:1.通过使用Si/Si02... 

【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

石墨烯的制备方法1211

二维层状材料都是通过化学气相沉积制备出的。Ｘｉａ等人通过ｍｉｃａ为基板，在大气??压下利用ＣＶＤ法制备出形貌规则的片状ＳｎＳ２，其生长的示意图和得到的ＳｎＳ２的形??貌如图１．４所示化学气相沉积的方法在制备二维材料时制备周期短，可重复率??高，并且可控等优点，但是化学气相沉积的反应条件通常也高，一般需要在高温条??件和有化学惰性的保护气气体参与下进行。??使用化学气相沉积法制备ＳｎＳ２时，采用不同的锡源时，由于生长机制的不同，??可以制备出不同尺寸和不同形貌的ＳｎＳ２纳米片。图１．５为翟天佑课题组使用Ｓｎｌ２??作为锡源，硫粉作为硫源制备得到了?１００ｐｍ以上的ＳｎＳ２［７２］。??ａ??Ｓ?ｐｏｗｄｅｒ?Ｓｎｌ２?ｐｏｗｄｅｒ??ｊ?ｊ?Ｓｉ０‘，／Ｓｉ??私丄?．．．．．．；??１??图１．５采用Ｓｎｌ２作为锡源制备ＳｎＳ２反应示意图和ＳＥＭ图［７２］??８??

２０１２年，Ｆａｌｌａｈａｚａｄ等人利用机械剥离的超薄ＭｏＳｅ２材料，在Ｓｉ０２／Ｓｉ衬底上??制作了背栅结构的ＦＥＴ，测试结果表明ＭｏＳｅ２材料为ｎ型半导体，并具有良好的栅??极调控能力，如图１．８所示［１（）２］。在室温的测试结果表明，ＭｏＳｅ：的ＦＥＴ具有开关比??为１０６，迁移率为５０?ｃｍＷ１，这表明ＭｏＳｅ２在电学方面的应用潜力。此外Ｆａｌｌａｈａｚａｄ??等人的进一步研宄表明，ＭｏＳｅ２的迁移率受温度影响较大，并指出声子散射是限制??其室温下迁移率的主要因素。??（ａ）?３５１?１?￣，?＇￣?（ｂ）?３５?Ｉ，?，?，?＇２００?＇—＇＇—＇￣￣￣—??Ｉ１５．?Ｍｌ?－?Ｉ１５＇?／，?２９８Ｋ－??ｉ〇－?＃／ｉ?？?－?Ｍ?°??５?ｌ／ｌ?■?－?ｆ?▽＝．??ｉ?１?〇［，－■■Ｗ８Ｋ?１??－１０?〇?１０?２０?３０?４０?－２０?－１〇?〇?１〇?２０?３０?４０??Ｖ〇（Ｖ）?Ｖｃ－ＶＴ（Ｖ）??图１．８ＭｏＳｅ２－ＦＥＴ的性能图??机械剥离的单层Ｍ〇Ｓ２迁移率约２１７Ｃｍ２ＶＹ１开关比为１０８。单层的ＷＳｅ２迁移??率是１４０ｃｍ２Ｖ—Ｖ１，双层时则是ＳＯＯｃｎｆＶ—Ｖ１?


本文编号：2920413