표제지
목차
국문요약 10
1. 서론 12
2. 문헌 연구 16
2.1. 그래핀(Graphene) 16
2.2. 전이금속 칼코겐화합물(TMD) 18
2.2.1. 이황화 몰리브덴(MoS₂) 19
2.3. Encapsulation 21
2.3.1. 산화물 Encapsulation 23
2.3.2. 폴리머 Encapsulation 25
2.3.3. 감광제 Encapsulation 26
3. 실험 방법 28
3.1. 이황화 몰리브덴 전계효과 트랜지스터 제작 28
3.1.1. 이황화 몰리브덴 박리 및 기판 전사 28
3.1.2. 금속 증착과 패터닝 30
3.2. 두께 측정(AFM, Alpha step) 31
3.3. Positive 감광제 Encapsulation 31
3.4. 전기적 특성 측정 34
3.5. Raman spectroscopy 분석 35
3.6. Y-function method 36
4. 실험결과 및 고찰 39
4.1. AFM 및 Alpha step 측정 39
4.2. 히스테리시스 비교 분석 40
4.3. I-V 특성 비교 분석 41
4.4. Low-field Mobility 와 접촉저항 43
4.5. N-type 도핑 효과 45
4.5.1. Raman 분석 45
4.5.2. 분자 구조 분석 47
4.6. 통계적 분석 48
4.7. 전기적 안정성 51
5. 결론 53
참고 문헌 55
영문 초록(Abstract) 63
그림 1. (a) Graphene, (b) Graphite의 구조 17
그림 2. K point 주변의 에너지 대역도... 17
그림 3. 전이금속 칼코겐화합물 주기율표 19
그림 4. 이황화 몰리브덴의 결정구조 20
그림 5. 다층 이황화 몰리브덴의 밴드 구조와... 20
그림 6. HfO₂ 유전체를 지닌 단층 MoS₂ 트랜지스터의 구조 21
그림 7. 공기 중에 노출된 Bottom-gate 구조의... 22
그림 8. (a) MoS₂ 트랜지스터의 Transfer 특성에서 시간에 따른 Drain... 23
그림 9. (a) HfO₂ Encapsulation한 MoS₂ 트랜지스터의 Transfer 특성,... 24
그림 10. CYTOP를 이용하여 Encapsulation한 MoS₂ 트랜지스터 구조... 25
그림 11. SU-8를 이용하여 Encapsulation한 MoS₂ 트랜지스터 구조(왼... 26
그림 12. 현상 처리 후 Negative 감광제와 Positive 감광제 28
그림 13. Au를 이용한 기계적 박리 방법 28
그림 14. P++Si/SiO₂(300nm) 기판에 박리된 이황화 몰리브덴 조각[이미지참조] 30
그림 15. 포토공정으로 진행되는 AZ® 5214E를 이용한 Encapsulation 과정[이미지참조] 31
그림 16. CYTOP® 봉지층 형성 과정[이미지참조] 33
그림 17. AZ®5214E 봉지층 형성 과정[이미지참조] 33
그림 18. AZ®5214E 증착 (a)전, (b)후의 MoS₂ 전계 효과 트랜지스터 구조[이미지참조] 34
그림 19. AZ®5214E 증착 (a)전, (b)후의...[이미지참조] 35
그림 20. (a) Y - Vg 그래프와 (b) gm-1/2 - Vg 그래프[이미지참조] 38
그림 21. MoS₂ 조각의 AFM 이미지 및 Height profile 39
그림 22. AZ®5214E 막의 Height profile[이미지참조] 39
그림 23. AZ®5214E 증착 전후의 MoS₂ 전계 효과 트랜지스터[이미지참조] 40
그림 24. AZ®5214E 증착 전(왼쪽)과 후(오른쪽)의 히스테리시스[이미지참조] 41
그림 25. AZ®5214E 증착 전후의 (a) Transfer 특성과 (b) Output 특성 비교[이미지참조] 43
그림 26. (a) 온도에 의존하는 MoS₂ 트랜지스터의 전계 효과 이동도,... 45
그림 27. AZ®5214E 증착 전후의 Raman 특성 변화[이미지참조] 46
그림 28. AZ®5214E 감광제를 구성하는 페놀 Resin의 분자 구조[이미지참조] 47
그림 29. 하이드록실기(-OH)에서 기저하는 MoS₂로 전자가 전이되는 메커니즘 48
그림 30. 동일한 MoS₂ 광물에서 다른 위치에서 (a) 삼각형과 (b)... 49
그림 31. 25개 MoS₂ 전계 효과 트랜지스터의 AZ®5214E 감광제...[이미지참조] 50
그림 32. 모든 25개 MoS₂ 전계 효과 트랜지스터의 AZ®5214E 감광제...[이미지참조] 51
그림 33. 31일 간 공기에 노출된 상태에서 측정한 MoS₂ 트랜지스터의... 52