현재 디스플레이와 반도체 산업의 발달의 가속화로 인해 소재에 대한 연구가 활발히 이루어짐에 따라, 전 세계적으로 박막 반도체 소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 박막 형태의 2D 물질은 매우 얇고, 잘 휘어지며 투명한 특성을 가지기 때문에 미래 전자 소재로 각광을 받고 있다. 그 중 탄소가 6각형으로 펼쳐진 그래핀은 원자 한 층으로 존재하며, 이러한 구조적 특징으로 인해 투명하고 높은 유연성과 신축성을 지니고 있다. 또한 전기 전도도와 전하 이동도가 매우 높아 다양한 분야에서 응용될 수 있다. 하지만 ...
현재 디스플레이와 반도체 산업의 발달의 가속화로 인해 소재에 대한 연구가 활발히 이루어짐에 따라, 전 세계적으로 박막 반도체 소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 박막 형태의 2D 물질은 매우 얇고, 잘 휘어지며 투명한 특성을 가지기 때문에 미래 전자 소재로 각광을 받고 있다. 그 중 탄소가 6각형으로 펼쳐진 그래핀은 원자 한 층으로 존재하며, 이러한 구조적 특징으로 인해 투명하고 높은 유연성과 신축성을 지니고 있다. 또한 전기 전도도와 전하 이동도가 매우 높아 다양한 분야에서 응용될 수 있다. 하지만 밴드갭이 없어 현재 주로 사용되고 있는 실리콘을 대체하기에는 부적합하다. 그래핀과 마찬가지로 단층으로 존재 할 수 있는 2D 구조를 지닌 물질 중 이황화몰리브데늄(MoS2)이 관심을 받고 있다. MoS2는 그래핀처럼 2D 구조를 지니고 있지만, 자체적으로 밴드갭을 가지며 단일층에서 1.8eV의 direct 밴드갭을 지니고 있는 특징이 있다. 이 연구에서 MoS2를 산업체에서 널리 사용되는 RF-스퍼터링방법을 사용하여 2차원 반도체 물질인 MoS2를 증착하여 박막트랜지스터 활성층으로 사용하기 위한 연구를 하였다. MoS2 박막을 RF-스퍼터링을 통해 증착하는 것으로 끝나지 않고 박막의 특성을 향상시키고 고성능의 박막트랜지스터 생산을 위해 CVD를 사용하여 sulfur를 기상시켜 sulfur 분위기에서 열처리를 실시하여 MoS2 박막이 sulfur와의 재결합을 통해 순도 높은 MoS2 박막을 얻었다. XPSData 분석을 통해 기존에 RF-스퍼터링을 통해 얻은 박막은 표면에서만 Moly 원자의 비율이 sulfur 원자의 비율보다 높아 양질의 박막이라 할 수 없었지만 CVD를 사용한 열처리로 인해 원자 간의 재결합이 이뤄져 sulfur 원자의 비율이 증가하여 열처리를 통해 양질의 박막을 얻을 수 있었다. 박막의 특성을 향상시키는 것에 끝나지 않고 박막트랜지스터를 제작해 전기적 특성을 조사 하였다.
현재 디스플레이와 반도체 산업의 발달의 가속화로 인해 소재에 대한 연구가 활발히 이루어짐에 따라, 전 세계적으로 박막 반도체 소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 박막 형태의 2D 물질은 매우 얇고, 잘 휘어지며 투명한 특성을 가지기 때문에 미래 전자 소재로 각광을 받고 있다. 그 중 탄소가 6각형으로 펼쳐진 그래핀은 원자 한 층으로 존재하며, 이러한 구조적 특징으로 인해 투명하고 높은 유연성과 신축성을 지니고 있다. 또한 전기 전도도와 전하 이동도가 매우 높아 다양한 분야에서 응용될 수 있다. 하지만 밴드갭이 없어 현재 주로 사용되고 있는 실리콘을 대체하기에는 부적합하다. 그래핀과 마찬가지로 단층으로 존재 할 수 있는 2D 구조를 지닌 물질 중 이황화몰리브데늄(MoS2)이 관심을 받고 있다. MoS2는 그래핀처럼 2D 구조를 지니고 있지만, 자체적으로 밴드갭을 가지며 단일층에서 1.8eV의 direct 밴드갭을 지니고 있는 특징이 있다. 이 연구에서 MoS2를 산업체에서 널리 사용되는 RF-스퍼터링방법을 사용하여 2차원 반도체 물질인 MoS2를 증착하여 박막트랜지스터 활성층으로 사용하기 위한 연구를 하였다. MoS2 박막을 RF-스퍼터링을 통해 증착하는 것으로 끝나지 않고 박막의 특성을 향상시키고 고성능의 박막트랜지스터 생산을 위해 CVD를 사용하여 sulfur를 기상시켜 sulfur 분위기에서 열처리를 실시하여 MoS2 박막이 sulfur와의 재결합을 통해 순도 높은 MoS2 박막을 얻었다. XPS Data 분석을 통해 기존에 RF-스퍼터링을 통해 얻은 박막은 표면에서만 Moly 원자의 비율이 sulfur 원자의 비율보다 높아 양질의 박막이라 할 수 없었지만 CVD를 사용한 열처리로 인해 원자 간의 재결합이 이뤄져 sulfur 원자의 비율이 증가하여 열처리를 통해 양질의 박막을 얻을 수 있었다. 박막의 특성을 향상시키는 것에 끝나지 않고 박막트랜지스터를 제작해 전기적 특성을 조사 하였다.
We are trying to use MoS2 as a thin-film transistor active layer considering its potential of being a high-mobility transparent activelayer. We choose RF-sputtering as the deposition method considering that sputtering process is readily available on the display and semiconductor industries. We added...
We are trying to use MoS2 as a thin-film transistor active layer considering its potential of being a high-mobility transparent activelayer. We choose RF-sputtering as the deposition method considering that sputtering process is readily available on the display and semiconductor industries. We added a sulfuration process after the MoS2 RF-sputtering process to obtain high-quality MoS2 thin-films. The RF-sputtering processes of MoS2 and Mo were optimized by adjusting the sputtering gas flow rate, sputtering pressure, RF power, and sputtering time. The thin-films were deposited on sapphire wafers and the oxidation silicon wafers. The sulfuration was conducted in a CVD chamber. The sulfuration process was optimized by adjusting the sulfur powder volume, temperature, and process time. Optical properties of the deposited films were analyzed by an UV-VIS transmittance measuring system. The morphology changes due to sulfuration were examined through AFM analysis and SEM analysis. Contents of Mo and S in the films were measured through XPS analysis. In addition, the electrical properties were measured using by a vacuum probe system.
We are trying to use MoS2 as a thin-film transistor active layer considering its potential of being a high-mobility transparent activelayer. We choose RF-sputtering as the deposition method considering that sputtering process is readily available on the display and semiconductor industries. We added a sulfuration process after the MoS2 RF-sputtering process to obtain high-quality MoS2 thin-films. The RF-sputtering processes of MoS2 and Mo were optimized by adjusting the sputtering gas flow rate, sputtering pressure, RF power, and sputtering time. The thin-films were deposited on sapphire wafers and the oxidation silicon wafers. The sulfuration was conducted in a CVD chamber. The sulfuration process was optimized by adjusting the sulfur powder volume, temperature, and process time. Optical properties of the deposited films were analyzed by an UV-VIS transmittance measuring system. The morphology changes due to sulfuration were examined through AFM analysis and SEM analysis. Contents of Mo and S in the films were measured through XPS analysis. In addition, the electrical properties were measured using by a vacuum probe system.
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