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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

(한양대학교, 한양대학교 대학원)

지도교수
전형탁
발행연도
저작권
한양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수15

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차세대 반도체의 개발이 진행되면서 2 차원 물질이 반도체 물질로서
대두되고 있는 가운데, 다양한 2차원 물질 중에서도 전이금속 산화물의 2차원
물질의 특성이 독특하여 이에 관한 연구가 지속적으로 이어지고 있다. 그
중에서도 특히 몰리브덴 산화물의 경우는 물질의 전기적, 촉매적, 광학적
특성에 의해서 다양한 분야에서 응용되어 사용되고 있다. 대표적으로는
고체리튬베터리, 가스센서, 태양광셀의 레이어층 등이 있으며 그 중에서
몰리브덴 삼산화물의 α상에서는 부도체의 성질을 가지면서 2DFET 에서 Gate
oxide 물질로 사용이 가능하여 지속적인 연구가 진행되고 있다. 또한 연구의
결과에 따르면 몰리브덴 삼산화물은 높은 k 값을 가지기 때문에 소자의
산화물 절연체로 쓰일 수 있음이 확인되었다. 본 논문에서는 이처럼 다양한
활용이 가능한 몰리브덴 삼산화물을 원자층 증착법을 이용하여 증착 하였으며,
X-선 반사 측정을 통해 다양한 변수(온도, 프리커서 주입시간, 리액턴트
주입시간)들에 따른 박막의 두께와 증착률을 확인하였다. 또한, X 선 광전자
분광법을 통해 직접적 증착 박막과 열처리 후의 박막의 구성성분과 결합
상태를 분석을 하였다. 그 결과로 열처리를 진행함에 따라서 박막 내부의
산소결핍이 해결되었고, M6+ 이온이 더 지배적으로 존재하게 되는 것을
확인하였다. 박막의 결정성은 X-선 굴절 측정을 통해 확인하였는데, 직접
증착된 박막은 비결정성을 나타낸 반면, 열처리가 진행된 후의 박막은 α상의
결정성을 가진 삼산화 몰리브덴 박막임을 확인할 수 있었다. 열처리를 통해서
결정성이 향상된 α상의 삼산화 몰리브데넘 박막은 I-C 와 C-V 측정을 통해서
전기적인 성질을 확인할 수 있었는데, 열처리의 온도가 높아질수록
누설전류는 줄어들었고, k 값은 증가하였다. 즉, 결정성이 증가하고, 산소결핍이
해결됨에 따라서 절연층으로 사용 가능한 박막에 가까워지는 것을 확인할 수
있었다.
#반도체

목차

  1. 1. INTRODUCTION 1
    1.1. References 4
    2. BACKGROUND 7
    2.1. Two-dimensional (2D) materials 7
    2.1.1. 2D materials. 7
    2.1.2. TMDs materials 9
    2.1.3. Other 2D materials 11
    2.1.4. Transition metal oxides (TMOs). 14
    2.1.5. Molybdenum Trioxide (MoO3). 16
    2.2. Synthesis methods of 2D materials
    2.2.1. Top down & Bottom up 18
    2.2.2. Mechanical exfoliation 19
    2.2.3. Liquid phase exfolation 21
    2.2.4. Chemical vapor deposition (CVD) 22
    2.3. References 25
    3. EXPERIMENTAL TECHNIQUES 32
    3.1. Atomic layer deposition (ALD) 32
    3.2. Film characteristics analysis 35
    3.2.1. X-ray reflectometry (XRR) 35
    3.2.2. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). 37
    3.2.3. I-V characteristics measurement. 39
    3.2.4. C-V characteristics measurement. 41
    3.2.5. X-ray diffraction (XRD). 42
    3.3. Experimental procedure. 44
    3.4. References. 46
    4. RESULTS AND DISCUSSION 49
    4.1. Thickness of thin films measured by XRR. 49
    4.2. Crystallinity measured by XRD. 52
    4.3. Chemical binding stated measured by XPS. 54
    4.3. Electrical properties measured by I-V and C-V. 56
    4.4. References. 58
    5. CONCLUSION. 59
    국문요지 60

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