MoSe2 박막트랜지스터의 제작 및 전기적 특성
- 주제(키워드) 박막트랜지스터 , 박막트랜지스터 , 디칼코게나이드 , Al2O3 패시베이션
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 이철진
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2016. 2
- 학위구분 석사
- 학과 대학원 전기전자공학과
- 원문페이지 49 p
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/korea/000000065189
- 본문언어 한국어
- 제출원본 000045867313
초록/요약
본 연구에서는 2차원 칼코게나이드 물질인 MoSe2를 채널로 이용하여 박막트랜지스터를 제작한 후 두께에 따른 전기적 특성을 평가하였고 아울러 Al2O3 절연막을 증착시켜 소자를 패시베이션한 후, 소자의 전기적 특성을 고찰하였다. MoSe2 박막을 테이프를 이용하여 수 nm 두께의 박막을 물리적으로 박리시킨 후 p-type SiO2/Si 기판위에 전사시켰으며, 이어서 photolithography 공정과 E-beam evaporator를 이용하여 Ti/Au 전극을 순차적으로 증착시켜 bottom-gate 소자를 완성하였다. 제작된 소자 위에 ALD (Atomic Layer Deposition)를 이용하여 Al2O3 절연막을 증착한 후 패시베이션에 의한 효과를 확인하였다. MoSe2 박막은 AFM (Atomic Force Microscopy)을 통해 두께를 측정하였으며, 각각 4 nm, 10 nm, 35 nm, 50 nm 두께의 MoSe2를 이용하여 채널을 제작하였다. MoSe2 채널의 두께가 증가함에 따라 전하 이동도가 향상되었는데, 전하 이동도는 2.02 cm2/Vs부터 32.98 cm2/Vs까지 증가하였다. 제작된 박막트랜지스터는 105 이상의 높은 on/off ratio 값을 나타내었기 때문에 우수한 스위치 특성을 갖는 전자소자임을 확인하였다. 한편, Al2O3 절연막을 증착한 후, 4 nm 와 35 nm 두께의 MoSe2 박막트랜지스터에서 모두 전하 이동도가 증가하였는데, 두께가 얇을수록 전하 이동도의 증가폭이 컸으며 최대 10배 이상 증가하였음을 확인할 수 있었다. MoSe2를 비롯한 TMDCs는 향후 투명하고 플렉서블한 박막트랜지스터의 구현에 매우 중요한 물질로 사용될 것으로 생각된다. 또한 앞으로 원하는 두께의 고품질 MoSe2 박막을 대면적으로 합성하고, high-k 절연박막이나 BN(Boron Nitride) 박막을 게이트 절연막으로 적용하며, 그래핀을 소오스-드레인 전극과 게이트 전극으로 적용한다면 투명하고 유연한 2D 박막트랜지스터의 구현이 가능하게 될 것으로 기대된다.
more목차
요 약 문 ⅰ
Abstract ⅱ
목 차 ⅲ
그림목차 ⅳ
표 목 차 ⅵ
1. 서 론 1
2. 이론 및 선행연구 2
2.1. MoSe2 구조 및 물성 2
2.2. MoSe2 박막의 형성 방법 6
2.2.1. 물리적 박리법 6
2.2.2. 화학적 박리법 7
2.2.3. 전기화학적 박리법 8
2.2.4. CVD 합성법 9
3. 실험방법 10
3.1. MoSe2 박막의 형성 10
3.2. MoSe2 박막 두께의 측정 11
3.3. Bottom-gate MoSe2 박막트랜지스터의 제작 13
4. 실험결과 및 고찰 17
4.1. MoSe2 박막의 형성 및 두께 측정 17
4.2. MoSe2 박막트랜지스터의 제작 19
4.3. MoSe2 박막트랜지스터의 VDS-IDS특성 21
4.4. MoSe2 박막트랜지스터의 VGS-IDS특성 24
4.5. Al2O3 절연막이 증착된 MoSe2 박막트랜지스터의 VDS-IDS 특성 30
4.6. Al2O3 절연막이 증착된 MoSe2 박막트랜지스터의 VGS-IDS 특성 32
5. 결 론 35
6. 참고문헌 37
