二硫化钼场效应晶体管的制备及性能研究

发布时间：2021-05-14 11:55

　　随着大规模集成电路工艺的发展,微电子器件的尺寸逐渐减小,以硅、锗系为代表的传统半导体材料将达到性能极限,因此必须寻找新的半导体材料来代替。二维纳米材料具有独特的电学性能,能够支持自由电子超高速流动。作为二维纳米材料中的一员,二硫化钼（MoS2）具有与石墨烯相类似的载流子迁移率、较大的开关比、低功耗、层状结构等特点,而且单层二硫化钼具有约1.8 eV的直接带隙。因此,二硫化钼非常有潜力应用于微电子领域。在本文中我们利用激光分子束外延设备（LMBE）在二氧化硅和三氧化二铝基片上制备了 MoS2薄膜。同时,系统地研究了沉积条件对于薄膜微结构、厚度以及光学特性的影响,优化了薄膜的制备参数。最后利用集成电路加工工艺在Si02/Si基片上制备出了背栅型二硫化钼场效应晶体管并对其电学和光电特性进行了测试。主要工作成果如下:（1）研究了沉积条件（激光脉冲次数、脉冲频率、脉冲能量等）对二硫化钼薄膜的表面形貌、薄膜厚度、结晶质量的影响。结果表明二硫化钼薄膜均为热力学稳定的2H-MoS2,同时S的含量少于Mo的含量,而且有氧空位存在;当激光能量在100 mJ时,频率在6 Hz时薄膜质量最好;当激光脉冲能量为... 

【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 二硫化钼的结构与性质
        1.2.1 二硫化钼的晶体结构
        1.2.2 二硫化钼的性质
    1.3 二硫化钼的制备方法
        1.3.1 物理剥离法
        1.3.2 微波等离子体沉积法
        1.3.3 化学气相沉积法
        1.3.4 激光脉冲沉积法
    1.4 二硫化钼的应用
        1.4.1 场效应晶体管
        1.4.2 传感器
        1.4.3 光电晶体管
    1.5 二硫化钼场效应晶体管的研究现状
    1.6 本文的研究内容
第2章 激光脉冲沉积法制备多层二硫化钼的可控生长
    2.1 引言
    2.2 实验过程
    2.3 生长条件对单层二硫化钼制备的影响
        2.3.1 激光脉冲次数对制备二硫化钼的影响
        2.3.2 激光脉冲频率对制备二硫化钼的影响
        2.3.3 激光脉冲能量对制备二硫化钼的影响
    2.4 多层二硫化钼薄膜的组分结构
    2.5 本章小结
第3章 衬底温度对单层二硫化钼薄膜的性能影响
    3.1 引言
    3.2 样品制备
    3.3 结构表征
    3.4 光学性能表征
    3.5 本章小结
第4章 二硫化钼场效应晶体管的制作与性能测试
    4.1 引言
    4.2 二硫化钼场效应晶体管的制备
        4.2.1 条形二硫化钼的制备
        4.2.2 电极的制作
    4.3 多层二硫化钼场效应晶体管的电学表征
    4.4 基于二硫化钼场效应晶体管的光电探测器
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本论文的主要工作内容和结论
    5.2 未来工作的展望
参考文献
攻读硕士学位期间完成的学术论文
致谢


【参考文献】：
博士论文
[1]Al衬底上PLD外延组分可控AlGaN[D]. 王文樑.华南理工大学 2016
[2]PLD技术制备ZnO薄膜及其结构和发光性质研究[D]. 孙柏.中国科学技术大学 2007

硕士论文
[1]单层二硫化钼的制备及光学性质研究[D]. 周朝迅.中国科学技术大学 2015
[2]脉冲电沉积制备二硫化钼薄膜及其电催化性能研究[D]. 张嘉芮.重庆大学 2014



本文编号：3185591