本文關鍵詞：化學氣相沉積法外延高質量單層二硫化鉬薄膜　出處：《中國科學院大學(中國科學院物理研究所)》2017年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：單層過渡金屬硫屬化物,因為在力學,熱學,光學,電學等基礎物理學方面有著諸多優(yōu)異特性,近年來受到了人們廣泛關注。其中,單層二硫化鉬是最典型的過渡金屬硫屬化物,由于來源廣泛,相對穩(wěn)定性好,更多的被人們研究。到目前為止,人們發(fā)現(xiàn),單層半導體二硫化鉬可以用來制作壓電晶體管,發(fā)電機,超靈敏光電探測器,手性發(fā)光晶體管,高性能集成電路等。實現(xiàn)這些器件的實際應用,最為基礎的便是大規(guī)�？煽刂苽涓哔|量單層二硫化鉬樣品以及將樣品制作成器件所需結構。本論文圍繞這兩個方面展開研究,具體內容如下:1.在六方氮化硼上外延生長單層二硫化鉬。我們機械剝離六方氮化硼到Si O2/Sip++襯底上,采用三溫區(qū)化學氣相沉積系統(tǒng),以固體硫粉和三氧化鉬粉末為前驅體,高溫共蒸生長單層二硫化鉬。二硫化鉬的形核密度和晶粒形貌受到兩前驅體的蒸發(fā)溫度控制。二硫化鉬樣品在六方氮化硼臺面上只有兩個取向,相對角度為60o,與襯底六方氮化硼之間都沒有轉角。同種取向生長合并之后形成單晶,不同取向生長合并之后形成4|4P型鏡像對稱晶界。我們將單層二硫化鉬連續(xù)成膜的樣品封裝之后測試場效應遷移率,大約為30 cm2V-1s-1。2.外延生長2英寸晶圓尺寸單層二硫化鉬連續(xù)薄膜。采用自行設計搭建的2英寸三溫區(qū)化學氣相沉積系統(tǒng),在2英寸單晶藍寶石襯底上外延生長單層二硫化鉬連續(xù)薄膜。薄膜均勻覆蓋在整個藍寶石襯底上,而且沒有縫隙,沒有第二層。薄膜由晶粒尺寸為1微米,相對取向為60o的晶粒拼接而成。最終薄膜只包含60o晶界。薄膜為n型,帶隙為2.11 e V。薄膜轉移到Si O2/Sip++襯底上的平均溝道遷移率為40 cm2V-1s-1。3.微機械剝離法制備二硫化鉬圖案。采用機械剝離方法,利用不同界面之間相互作用力的不同,將二硫化鉬薄膜制作成不同形狀的圖案。加工精度可以達到100 nm。加工過程不傷害襯底,不傷害薄膜,沒有摻雜,沒有污染,與傳統(tǒng)微加工工藝相兼容。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院物理研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O484

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