Ohmsche Kontakt Fabrication unter Verwendung eines fokussierten Ionenstrahl-Technik und Elektrische Charakterisierung für Layer-Halbleiter-Nanostrukturen

Ruei-San Chen; Chih-Che Tang; Wei-Chu Shen; Ying-Sheng Huang

doi:10.3791/53200

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Methodenartikel

Ohmsche Kontakt Fabrication unter Verwendung eines fokussierten Ionenstrahl-Technik und Elektrische Charakterisierung für Layer-Halbleiter-Nanostrukturen

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DOI:

10.3791/53200

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5. Dezember 2015

Ruei-San Chen¹ , Chih-Che Tang² , Wei-Chu Shen² , Ying-Sheng Huang²

¹Graduate Institute of Applied Science and Technology, National Taiwan University of Science and Technology, ²Department of Electronic Engineering, National Taiwan University of Science and Technology

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Wir beschreiben die Ansätze für die Bauelementherstellung und die elektrische Charakterisierung von Molybdändiselenid (MoSe₂) Schicht-Halbleiter-Nanostrukturen mit unterschiedlichen Dicken. Darüber hinaus wird die Herstellung von ohmschen Kontakten für MoSe 2-Lagen-Nanokristalle durch das Verfahren der fokussierten Ionenstrahlabscheidung unter Verwendung von Platin (Pt) als Kontaktmetall beschrieben.

Zusammenfassung

Schicht Halbleiter mit leicht verarbeitet zweidimensionale (2D) Strukturen aufweisen indirekten zu direkten Bandlückenübergänge und überlegene Transistorleistung, die eine neue Richtung für die Entwicklung der nächsten Generation von ultradünnen und flexiblen photonischen und elektronischen Geräten vor. Verbesserte Lumineszenzquantenausbeute wurde weit verbreitet in diesen atomar dünnen 2D-Kristallen beobachtet. Allerdings sind Dimension Wirkungen über Quanten-Confinement-Dicken oder sogar auf der Mikrometerskala nicht erwartet und wurden selten beobachtet. In dieser Studie Molybdändiselenid (MoSe ₂ Schicht) Kristalle mit einer Dicke im Bereich von 6-2,700 nm als Zwei- oder Vier-Anschluß-Vorrichtungen hergestellt wurden. Ohmsche Kontaktbildung wurde erfolgreich durch den fokussierten Ionenstrahl (FIB) Abscheidungsverfahren unter Verwendung von Platin (Pt) als Kontaktmetall erreicht. Schicht-Kristalle mit verschiedenen Dicken wurden durch einfache mechanische Peeling mit Hilfe Vereinzelungsfolie hergestellt. Strom-Spannungskurve Messung!ts wurden durchgeführt, um die Leitfähigkeit der Schicht-Nanokristalle zu bestimmen. Darüber hinaus hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie, ausgewählt Bereichselektronenbeugung und Energiedispersive Röntgenspektroskopie wurden verwendet, um die Schnittstelle des Metall-Halbleiter-Kontakt der FIB fertigter MoSe _{2 Geräte} charakterisieren. Nach dem Aufbringen der Ansätze wurde die wesentliche Dicke abhängigen elektrischen Leitfähigkeit in einem breiten Dickenbereich für die MoSe _{2 -Schicht} Halbleiter beobachtet. Die Leitfähigkeit um mehr als zwei Größenordnungen von 4,6 erhöht, um 1.500 Ω ^{- 1 cm} - ^1, mit einer Abnahme in der Dicke von 2,700 bis 6 nm. Darüber hinaus zeigte die temperaturabhängige Leitfähigkeit, dass die dünnen MoSe ₂ Multischichten zeigten deutlich schwach halbleitendes Verhalten mit Aktivierungsenergien von 3,5 bis 8,5 meV, was beträchtlich kleiner als jene (36-38 meV) des Schütt sind. Probable oberflächen dominant Transporteigenschaften und die Anwesenheit einer hohen Oberflächenelektronenkonzentration in MoSe ₂ vorgeschlagen. Ähnliche Ergebnisse können für andere Schicht Halbleitermaterialien, wie MoS _{2 und WS} 2, erhalten werden.

Einleitung

Übergang Metalldichalcogenide (TMD), wie MoS _2, MoSe _2, WS _{2 und} WSe _2, haben eine interessante zweidimensionale (2D) Schichtstruktur und Halbleitereigenschaften ^1-3. Forscher haben kürzlich entdeckt, dass die Monostruktur von MoS _{2 zeigt eine} wesentlich verbesserte Effizienz der Lichtemission aufgrund der Quantenbegrenzungseffekt. Die Feststellung des neuen direkten Bandlücke-Halbleitermaterial hat erhebliche Aufmerksamkeit ^4-7 angezogen. Darüber hinaus ist die leicht abgestreift Schichtstruktur der TMDs eine hervorragende Plattform für die Untersuchung der grundlegenden Eigenschaften von 2....