| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2015년 봄 (05/14 ~ 05/15, 구미코) |
| 권호 | 21권 1호 |
| 발표분야 | G. 나노/박막 재료 |
| 제목 | CF4 plasma를 이용한 MoS2 thin film 식각 방법 |
| 초록 | 최근에 차세대 2차원 물질로 각광받고 있는 그래핀은 우수한 전기적, 기계적, 광학적 특성을 기반으로 다양한 분야에 응용되어 연구가 진행되고 있다. 하지만, 그래핀의 경우 반도체 물질의 기본 요소인 에너지 밴드갭이 0 eV에 가까워 이를 이용한 반도체 소자 개발에 한계점을 지니고 있다. 따라서 이러한 물리적 한계를 극복하기 위한 여러 방법들 중 하나로 차세대 2차원 물질들에 대한 연구가 활발히 진행되었다. 여러 2차원 물질들 중에서 이황화몰리브덴 (MoS2)의 경우 박막 층수에 따라 에너지 밴드갭 조절이 가능한 것으로 알려져있다. MoS2는 bulk 상태 (6층 이상)에서는 약 1.2 eV의 간접천이 밴드갭을 갖게 되며, 단층에서는 1.8 eV의 직접천이 밴드갭 특성을 보임으로써 박막형 광트랜지스터를 위한 차세대 2차원 반도체 물질로 각광받고 있다. 이를 위해 MoS2 합성 제어를 통해 다양한 층수를 지니는 MoS2를 갖고자 전이금속인 Mo metal의 증착 두께를 조절한 후 이를 열에너지로 분해 된 H2S 가스를 이용해 sulfurization하는 열화학기상증착법을 기반으로 한 연구가 활발히 진행되었다. 하지만 다양한 층수를 지니는 MoS2 박막을 합성하기 위해서는 Mo metal 두께 제어가 필수적이며, 리소그라피를 위한 별도의 식각 시스템이 필요하다는 한계점이 있어 2차원 물질의 증착과 식각 공정을 효과적으로 제어하는 기술이 필요하다. 본 연구에서는 ICP-type PECVD와 ICP etching system을 이용하여 나노 두께의 MoS2 박막을 증착함과 동시에 단일층까지 controlled layer etching을 진행하였다. 먼저 13.56 MHz ICP-type PECVD 시스템을 이용해 6층 두께의 MoS2 박막을 합성한 뒤, CF4 plasma를 이용해 MoS2 박막을 한 층씩 식각을 진행하였으며, Raman spectroscopy, AFM, XPS 등을 이용해 물리적 화학적 분석을 진행하였다. |
| 저자 | 윤덕현, 전민환, 염근영 |
| 소속 | 성균관대 |
| 키워드 | plasma etch; MoS<SUB>2</SUB> |
