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衬底修饰层诱导的高覆盖率单层MoS_(2)晶圆生长研究
1
作者
左浩松
刘一禾
+4 位作者
陈匡磊
胥如峰
张铮
张先坤
张跃
《真空科学与技术学报》
北大核心
2025年第8期628-634,共7页
作为后摩尔时代集成电路发展的关键候选材料之一,二维二硫化钼(MoS_(2))晶圆级高质量制备是其产业化应用的重要基础。当前基于蓝宝石衬底的化学气相沉积(CVD)法虽可实现大尺寸MoS_(2)薄膜生长,但受限于气相MoO_(3)在蓝宝石Al-O界面上吸...
作为后摩尔时代集成电路发展的关键候选材料之一,二维二硫化钼(MoS_(2))晶圆级高质量制备是其产业化应用的重要基础。当前基于蓝宝石衬底的化学气相沉积(CVD)法虽可实现大尺寸MoS_(2)薄膜生长,但受限于气相MoO_(3)在蓝宝石Al-O界面上吸附能力较弱导致的钼源不均匀沉积,造成了薄膜翘曲和裂纹缺陷等问题。研究提出了一种蓝宝石衬底表面预制备Al-O-Mo-O化学键合修饰层的生长策略,成功生长出均匀连续、高覆盖率的2英寸单层MoS_(2)晶圆。该方法通过在预退火沉积的过程中,提供稳定的氧气氛围,有效减弱了蓝宝石表面悬挂键,同时在蓝宝石衬底表面构筑了Al-O-Mo-O修饰层,为气相MoO_(3)沉积提供稳固的锚定位点,增强了MoO_(3)反应源在界面上的吸附作用,促进了气相钼源在衬底上的均匀吸附沉积和均匀硫化,最终获得高覆盖率单层MoS_(2)薄膜。基于此薄膜构建的顶栅晶体管阵列性能展现出优异的一致性,最高开关比达10^(7),最大开态电流达10^(−5)A,器件良率超过96%。研究提出的衬底修饰方法为蓝宝石基高质量MoS_(2)薄膜的可控制备提供了新方案,优化了现有制备工艺体系,对推动二维材料在集成电路中的应用具有积极意义。
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关键词
MoS_(2)
前驱体
MoO_(3)
薄膜覆盖率
化学气相沉积
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职称材料
题名
衬底修饰层诱导的高覆盖率单层MoS_(2)晶圆生长研究
1
作者
左浩松
刘一禾
陈匡磊
胥如峰
张铮
张先坤
张跃
机构
北京科技大学前沿交叉科学技术研究院
后摩尔时代芯片关键新材料与器件教育部重点实验室
新能源
材料与
技术北京市
重点
实验室
新金属
材料
全国
重点
实验室
北京科技大学未来
芯片
关键
材料与
技术集成创新中心
出处
《真空科学与技术学报》
北大核心
2025年第8期628-634,共7页
基金
国家自然科学基金项目(62204012,62322402,52225206,52350301)
国家重点研发计划项目(2022YFA1203800)。
文摘
作为后摩尔时代集成电路发展的关键候选材料之一,二维二硫化钼(MoS_(2))晶圆级高质量制备是其产业化应用的重要基础。当前基于蓝宝石衬底的化学气相沉积(CVD)法虽可实现大尺寸MoS_(2)薄膜生长,但受限于气相MoO_(3)在蓝宝石Al-O界面上吸附能力较弱导致的钼源不均匀沉积,造成了薄膜翘曲和裂纹缺陷等问题。研究提出了一种蓝宝石衬底表面预制备Al-O-Mo-O化学键合修饰层的生长策略,成功生长出均匀连续、高覆盖率的2英寸单层MoS_(2)晶圆。该方法通过在预退火沉积的过程中,提供稳定的氧气氛围,有效减弱了蓝宝石表面悬挂键,同时在蓝宝石衬底表面构筑了Al-O-Mo-O修饰层,为气相MoO_(3)沉积提供稳固的锚定位点,增强了MoO_(3)反应源在界面上的吸附作用,促进了气相钼源在衬底上的均匀吸附沉积和均匀硫化,最终获得高覆盖率单层MoS_(2)薄膜。基于此薄膜构建的顶栅晶体管阵列性能展现出优异的一致性,最高开关比达10^(7),最大开态电流达10^(−5)A,器件良率超过96%。研究提出的衬底修饰方法为蓝宝石基高质量MoS_(2)薄膜的可控制备提供了新方案,优化了现有制备工艺体系,对推动二维材料在集成电路中的应用具有积极意义。
关键词
MoS_(2)
前驱体
MoO_(3)
薄膜覆盖率
化学气相沉积
Keywords
MoS_(2)
Precursor,MoO_(3)
Film Coverage
Chemical Vapor Deposition
分类号
TN3 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
衬底修饰层诱导的高覆盖率单层MoS_(2)晶圆生长研究
左浩松
刘一禾
陈匡磊
胥如峰
张铮
张先坤
张跃
《真空科学与技术学报》
北大核心
2025
0
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