대규모 반도체의 구조적 결함을 직접 시각화하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 주요 현미경 기술은 수십 나노미터를 측정하는 시야로 제한되며 초고진공, 초저온, 복잡한 샘플 준비 및 복잡한 설정이 필요하여 많은 작업에 비실용적입니다. 이제 베이징에 있는 중국 과학원(Chinese Academy of Sciences)의 연구원들은 간단하고 비침습적인 대안을 개발했습니다. 습식 에칭 기술은 전자 장치의 기계적, 전기적 및 광학적 특성을 더 쉽게 이해함으로써 전자 장치의 성능을 향상시킬 수 있다고 주장합니다.
주도 장광위 의 응집 물질 물리학 베이징 국립 연구소 그리고 송산호 재료 연구실 동관에서 팀은 전형적인 2차원(XNUMXD) 반도체, 단층 이황화 몰리브덴(ML-MoS)의 구조적 결함을 시각화하는 더 간단한 방법으로 이 방법을 개발했습니다.2). 이 작업에서 연구진은 반도체의 구조적 결함을 나노 크기에서 마이크로 크기로 확대하여 광학 현미경이나 원자간력 현미경(AFM)에서 결함을 더 쉽게 관찰할 수 있도록 하는 습식 에칭 공정을 사용했습니다. 에칭 공정은 상온에서 2초 동안 중량 기준으로 20% 차아염소산칼슘 용액을 재료에 적용하는 것으로, 결함은 화학적 처리에 상대적으로 반응하기 때문에 공정은 결함이 있는 부위에만 영향을 미치고 ML- 모스2 격자 그대로.
삼각형 구덩이 및 트렌치
결함을 더 크게 만든 후 연구원들은 서로 다른 유형의 ML-MoS에서 각각 삼각형 피트와 트렌치로 변형된 0D 점 결함(예: 황 결손)과 1D 결정립계를 관찰할 수 있었다고 말합니다.2. 이들은 기계적으로 박리된 MoS였습니다.2, CVD 성장 ML–MoS2, 단일 도메인 및 CVD 성장 ML–MoS2 크고 작은 입자 크기의 필름.
삼각 구덩이의 수는 약 200초 후에 최대값에 도달했습니다. Zhang과 동료들에 따르면, 이것은 차아염소산염 이온에 의한 에칭 공정이 기존의 선택적 에칭 기술과 달리 고유한 결함 부위에서 시작되고 새로운 결함을 생성하지 않는다는 것을 나타냅니다. 시간이 지남에 따라 피트 수의 증가는 서로 다른 결함의 화학적 반응성이 다르기 때문일 수 있다고 그들은 말합니다.
결함을 직접 시각화하는 일반적인 기술
MOS2 2D 전이 금속 디칼코게나이드(2D-TMD)라고 불리는 물질 종류에 속하며, 연구원들은 그들의 차아염소산 칼슘 용액이 WSe와 같은 이러한 유형의 다른 물질을 에칭하는 데에도 사용될 수 있다고 말합니다.2, 모세2, 및 WS2. Zhang은 "이는 우리의 방법이 2D-TMD의 결함을 직접 시각화하는 일반적인 기술이며 다른 2D 반도체에 적용될 가능성이 있음을 나타냅니다."라고 말했습니다.
반도체 결함에 대한 첫 번째 원칙 계산
"우리의 간단하고 비침습적인 방법은 2D-TMD의 구조적 결함을 대규모로 직접 시각화할 수 있습니다."라고 그는 덧붙입니다. 이 에칭 기술을 활용하여 팀은 XNUMX가지 유형의 ML-MoS의 고유 결함을 조사했습니다.2필름 및 CVD 성장 ML-MoS2단일 도메인 및 ML–MoS2입자 크기가 큰 필름은 결함 밀도가 가장 낮습니다. 이를 통해 연구자들은 구조적 결함과 성능 간의 관계를 이해할 수 있었습니다.
"이러한 방식으로 2D 반도체의 구조적 결함을 직접 시각화할 수 있으므로 샘플 품질을 평가할 수 있고 고품질 웨이퍼 성장으로 안내하는 데 도움이 될 수 있습니다."라고 그는 말합니다. 물리 세계. 그것은 또한 재료의 구조와 그 성능 사이의 관계를 식별하는 것을 가능하게 하여 실용적인 응용을 위한 고성능 2D 장치를 개발할 수 있다고 그는 덧붙입니다.
연구의 전체 세부 사항은 중국 물리학 B.
