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研究生: 古家名
Gu, Chia-Ming
論文名稱: 二維材料MoTe2相位控制研究
Research on phase control of two-dimensional material MoTe2
指導教授: 李文熙
Lee, Wen-Hsi
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 奈米積體電路工程碩士博士學位學程
MS Degree/Ph.D. Program on Nano-Integrated-Circuit Engineering
論文出版年: 2024
畢業學年度: 112
語文別: 中文
論文頁數: 58
中文關鍵詞: 二維材料p型MoTe2 電晶體歐姆接觸高壓退火
外文關鍵詞: two-dimensional materials, p-type MoTe2 transistor, ohmic contact, high-pressure annealing
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  • 高性能的電子元件需要擁有理想的通道材料和極低的接觸電阻(contact resistance)。儘管許多研究已成功將二維材料(如MoS2)用作電晶體的通道材料,但金屬與半導體界面之間的接觸電阻依然很高。傳統半導體也存在這些接觸電阻的問題,但通常可以通過選擇適當功函數(ϕm)的金屬並進行離子佈植(ion-implantation)來重摻雜,從而改善這些問題。然而,由於二維半導體結構較薄,摻雜可能會破壞其結構並改變其特性,因此無法通過這些方法來降低接觸電阻。
    研究人員發現,半金屬材料的態密度幾乎為零,當與二維半導體接觸時,費米能階釘札問題不易發生。這種方法已成功應用於n型二維材料元件,通過相位控制形成半金屬作為汲極和源極。然而,關於p型二維材料FET的研究較為稀少,而且大多數製程方式僅適合少量實驗製作,並不適用於大規模生產。因此,p型二維材料元件仍需要更多研究與開發。為了解決二維材料元件中高接觸電阻的問題,本實驗加入了高壓退火製程以進一步改進。

    In this study, a high-pressure annealing process was introduced to further reduce contact resistance in 2D material devices. This method improves contact quality, enhancing device performance and paving the way for broader applications of p-type 2D materials in electronic devices.

    摘要 I ABSTRACT II 致謝 VII 目錄 VIII 圖目錄 X 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究動機 4 第二章 文獻回顧 7 2.1 二維材料薄膜製作的挑戰 7 2.2 二維電晶體接觸電阻的挑戰 9 第三章 實驗製作流程及量測儀器 11 3.1 實驗流程 11 3.2 實驗製程機台介紹 11 3.2.1 磁控濺鍍機 11 3.2.2 高壓退火系統 12 3.2.3 臥式化學氣相沉積系統 14 3.3 實驗量測儀器介紹 16 3.3.1 光學顯微鏡(Optical Microscope) 16 3.3.2 拉曼光譜分析儀(Raman) 16 3.3.3 X射線光電子能譜(XPS) 18 3.3.4 X光繞射分析 (XRD) 18 3.3.5 多功能半導體快速量測系統 19 第四章實驗結果分析 21 4.1實驗步驟 21 4.2 MO/MOOX薄膜材料分析 23 4.2.1AFM厚度及粗糙度分析 23 4.2.2XPS光譜分析 30 4.2.3XRD結晶性分析 32 4.3 MOTE2薄膜製程參數 32 4.3.1CVD溫度比較 32 4.3.2CVD時間比較 34 4.3.3CVD氣流量比較 36 4.3.4CVD參數整理 38 4.4 電性量測分析 38 第五章 結果與討論 40 第六章 未來展望 41 參考文獻 42

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