KR101974165B1 - Mehod and Apparatus for inducing phase transition in a thin film of transition metal dichalcogenide - Google Patents

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Abstract

본 발명은 TMD 박막의 상전이 방법 및 장치에 관한 것으로서, 기판 상에 셀레늄(Se) 또는 텔루륨(Te) 중 어느 하나를 포함하는 TMD 박막을 형성하는 단계; 10 mTorr ~ 100 mTorr 사이의 압력에서 플라즈마를 발생하는 단계; 상기 플라즈마로부터 상기 TMD 박막에 가속 이온을 충돌시키는 단계;를 포함하고, 상기 가속 이온의 에너지는 상기 TMD 박막의 상전이 에너지보다 큰 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method and apparatus for phase transition of a TMD thin film, comprising: forming a TMD thin film containing either selenium (Se) or tellurium (Te) on a substrate; Generating a plasma at a pressure between 10 mTorr and 100 mTorr; And impinging acceleration ions on the TMD thin film from the plasma, wherein energy of the accelerating ions is higher than phase transition energy of the TMD thin film.

Description

전이금속 디칼코게나이드 박막의 상전이 방법 및 장치{Mehod and Apparatus for inducing phase transition in a thin film of transition metal dichalcogenide}[0001] The present invention relates to a method and apparatus for phase transition of a transition metal dicalcogenide thin film,

본 발명은 2차원 물질의 상전이 방법 및 장치에 관한 것으로, 2차원 물질인 전이금속 디칼코게나이드(TMD: Transition Metal Dichalcogenide)의 상전이 방법 및 장치에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로 본 발명은 플라즈마 처리에 의하여 2차원 물질인 전이금속 디칼코게나이드(이하 ‘TMD’라 한다)의 상전이를 가능하도록 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for phase transformation of a two-dimensional material, and relates to a method and apparatus for phase transformation of a transition metal dicalcogenide (TMD) as a two-dimensional material. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for enabling the phase transition of a two-dimensional transition metal decalcogenide (hereinafter referred to as 'TMD') by plasma treatment.

2차원 물질로 잘 알려져 있는 그래핀(graphene)은 높은 전도성을 가지지만, 밴드갭 형성이 어려워 반도체 소자로 사용되는데 한계가 있었으나, 이와 달리 또 다른 2차원 물질인 TMD는 적절한 밴드갭을 가지며 구조상(phase)에 따라 금속성, 반도체성을 가지게 되어 많은 주목을 받고 있다.Graphene, which is well-known as a two-dimensional material, has high conductivity, but it is difficult to form a bandgap because it is difficult to use as a semiconductor device. However, another two-dimensional material, TMD, phase, which has metallic and semiconducting properties.

TMD의 분자식은 MX2(M: 전이금속, X: 칼코겐원소)로 나타낼 수 있고, TMD의 구조상은 보통 2H, 1T, T’상(phase)으로 나눠지며, 2H 상을 갖는 TMD는 대략 1.4 ~ 2.0 eV 범위의 밴드갭을 가지고 있어 반도체성을 가지므로 반도체 소자로서의 응용 가능성이 높다.The molecular formula of TMD can be represented by MX 2 (M: transition metal, X: chalcogen element), TMD structure is usually divided into 2H, 1T, T 'phase, And has a band gap in the range of 2.0 to 2.0 eV, and has a semiconducting property, so that the semiconductor device is highly applicable.

일반적으로 반도체 소자로 사용되는 실리콘의 경우 결정 성장에 의한 잉곳 형성과 이로부터 생성된 웨이퍼를 통하여 대량 생산이 가능하고 도핑 등의 방법으로 전도성 및 반도체성을 조절하게 된다.Generally, in the case of silicon used as a semiconductor device, it is possible to mass-produce an ingot by crystal growth, a wafer produced therefrom, and control the conductivity and semiconductivity by a method such as doping.

일반적으로 TMD의 제조 방법으로는 기계적 박리 방법, 전기 화학적 박리 방법, 원자층 증착 방법, 화학 기상 증착 방법 등이 있으며, 형성된 TMD의 상전이를 위한 종래 방법으로는 고온의 열을 가하는 방법, 레이저 조사 방법, 화학적 용액 처리 방법 등이 있다.In general, TMD is produced by a mechanical separation method, an electrochemical stripping method, an atomic layer deposition method, a chemical vapor deposition method, etc. Conventional methods for phase transformation of formed TMD include a method of applying heat at a high temperature, , A chemical solution treatment method, and the like.

도 1a 및 도1b는 종래 TMD 박막의 상전이 방법에 관한 것으로, 기판(1)에 형성된 TMD 박막(100)에 대해서 온도를 조절하거나, 레이저를 조사하여 TMD 박막의 상전이를 제어하고 있다.FIGS. 1A and 1B relate to a method of phase transformation of a conventional TMD thin film. The TMD thin film 100 formed on the substrate 1 is controlled in temperature or laser is irradiated to control the phase transition of the TMD thin film.

TMD 화합물은 구조상에 따라 반도체성 또는 금속성이 될 수 있고, 각각의 구조상은 특정 온도에서 안정적인데, 반도체성 TMD를 가열 후 급격히 식히면 도체성 TMD를 얻을 수 있고, 상기 도체성 TMD를 가열 후 천천히 식히면 반도체성 TMD를 얻을 수도 있으며, 또한 레이저 조사를 통한 부분적인 온도 상승에 의하여 국소적인 상전이도 가능하다.The TMD compound may be semiconductive or metallic depending on the structure, and each structure is stable at a specific temperature. Conductive TMD can be obtained by heating the semiconducting TMD rapidly after cooling, and when the conductive TMD is slowly cooled Semiconducting TMD can be obtained, and local phase transitions are possible by partial temperature rise through laser irradiation.

그런데 고온의 열을 가하는 경우에는 원하지 않는 다른 부분에 손상을 줄 수 있고 에너지 소모가 비효율적인 문제점이 있고, 레이저를 조사하는 경우에는 국소적인 처리만 가능하다는 한계가 있어 대면적 처리가 어렵다는 문제점이 있으며, 화학적 용액 처리는 제조 공정상 여러 가지 어려움이 있다는 문제점이 있다.However, in the case of applying heat at a high temperature, there is a problem that it may damage other undesired parts and energy consumption is inefficient. In the case of laser irradiation, there is a limitation that only local treatment is possible, , There is a problem that the chemical solution treatment has various difficulties in the manufacturing process.

등록특허공보 제10-1638121호는 TMD의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것으로서, 유리 기판 상에 비정질 상태의 전이금속 박막을 형성하고 이를 가열하여 칼코게나이드 기체와 반응하도록 하는데, 이 때 전이금속의 가열온도를 제어하여 금속성 또는 반도체성 특성을 가지는 TMD를 제조하고 있다. 그런데 금속성 TMD 또는 반도체성 TMD를 제조한 후에 상전이를 위한 방법은 제공하지 못하고 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1638121 relates to a method and an apparatus for manufacturing TMD. A transition metal thin film in an amorphous state is formed on a glass substrate and heated to react with chalcogenide gas. In this case, The TMD having metallic or semiconducting properties is manufactured by controlling the heating temperature. However, after producing metallic TMD or semiconducting TMD, a method for phase transition is not provided.

등록특허공보 제10-1532883호는 TMD 박막의 형성 방법에 관한 것으로서, 피처리 기판에 TMD 화합물의 전구체가 용해된 코팅 용액을 스핀 코팅한 후 열처리를 위하여 어닐링 단계를 수행하는데, 1차 어닐링은 약 섭씨 450도에서 수행되고, 2차 어닐링은 약 섭씨 1000도에서 수행되어 대면적 TMD 박막을 형성하고 있으나, 상기 대면적 TMD 박막을 형성한 후에는 상기 TMD 박막의 상전이를 위한 방법은 제공하지 못하고 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1532883 discloses a method for forming a TMD thin film. The TMD compound precursor is spin-coated on a substrate to be annealed for annealing. And the second annealing is performed at about 1000 degrees Celsius to form a large-area TMD thin film. However, after forming the large-area TMD thin film, a method for phase transition of the TMD thin film is not provided .

TMD 박막의 구조상은 그 제조 단계에서 제어하는 것이 일반적이고, 제조 단계에서 결정된 TMD 박막의 구조상을 상전이하는 방법이 연구되고 있는 실정이며, 알려져 있는 상전이 방법으로는, 화학적 리튬 삽입, 투과전자현미경을 통한 직접적 전자 삽입, 플라즈몬을 활용한 뜨거운 전자 삽입, 레이저를 활용한 국소적 가열 방법, 압력을 이용한 상전이 방법 등이 있으나, 이러한 방법들은 모두 다른 소자들에 영향을 주거나 대면적 적용이 어렵다는 문제점이 있다.The structure of the TMD thin film is generally controlled at the stage of its manufacture, and a method of phase transformation of the TMD thin film determined at the manufacturing stage has been studied. As known phase transformation methods, there are chemical lithium insertion, transmission electron microscopy Direct electron insertion, hot electron insertion using plasmon, local heating method using laser, phase transformation method using pressure, etc. However, all of these methods have a problem that it affects other elements or difficult to apply to large area.

등록특허공보 제10-1638121호Patent Registration No. 10-1638121 등록특허공보 제10-1532883호Patent Registration No. 10-1532883

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 전이금속 디칼코게나이드 박막의 상전이 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for phase transfer of a thin film of transition metal decalcogenide.

또한, 본 발명의 다른 목적은 대면적으로 균일한 전이금속 디칼코게나이드 박막의 상전이 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a method and apparatus for phase transition of a transition metal dicalcogenide thin film uniformly over a large area.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 목적으로만 제한하지 아니하고, 위에서 명시적으로 나타내지 아니한 다른 기술적 과제는 이하 본 발명의 구성 및 작용을 통하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, as claimed, but are not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise forms disclosed. It will be possible.

본 발명에서는, 상기 과제를 해결하기 위하여 이하의 구성을 포함한다.In order to solve the above problems, the present invention includes the following configuration.

본 발명은 TMD 박막의 상전이 방법 및 장치에 관한 것으로서, 기판 상에 셀레늄(Se) 또는 텔루륨(Te) 중 어느 하나를 포함하는 TMD 박막을 형성하는 단계; 10 mTorr ~ 100 mTorr 사이의 압력에서 플라즈마를 발생하는 단계; 상기 플라즈마로부터 상기 TMD 박막에 가속 이온을 충돌시키는 단계;를 포함하고, 상기 가속 이온의 에너지는 상기 TMD 박막의 상전이 에너지보다 큰 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method and apparatus for phase transition of a TMD thin film, comprising: forming a TMD thin film containing either selenium (Se) or tellurium (Te) on a substrate; Generating a plasma at a pressure between 10 mTorr and 100 mTorr; And impinging acceleration ions on the TMD thin film from the plasma, wherein energy of the accelerating ions is higher than phase transition energy of the TMD thin film.

또한, 본 발명의 상기 가속 이온을 충돌시키는 단계 이후에 TMD 박막의 상전이 여부를 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the method may further include the step of checking the phase transition of the TMD thin film after the step of colliding the accelerating ions of the present invention.

또한, 본 발명의 상기 TMD 박막의 상전이 여부를 검사하는 단계에서 상기 TMD 박막의 상전이가 수행되지 아니한 경우 상기 가속 이온을 충돌시키는 단계와 상기 TMD 박막의 상전이 여부를 검사하는 단계를 반복적으로 더 수행하는 것을 특징으로 한다.In the step of checking the phase transition of the TMD thin film according to the present invention, when the phase transition of the TMD thin film is not performed, the step of colliding the accelerated ions and the step of checking the phase transition of the TMD thin film are repeatedly performed .

또한 본 발명은 TMD 박막의 상전이 장치에 관한 것으로서, 상기 방법을 수행하는 것을 특징으로 한다.The present invention also relates to an apparatus for phase transition of a TMD thin film, which is characterized in performing the above method.

또한 본 발명은 TMD 박막에 관한 것으로서, 상기 TMD 박막의 상전이 방법 또는 상기 TMD 박막의 상전이 장치에 의하여 제조되는 것을 특징으로 한다.The present invention also relates to a TMD thin film, which is manufactured by a phase transfer method of the TMD thin film or a phase transfer device of the TMD thin film.

본 발명은 TMD 박막의 상전이를 대면적으로 균일하게 유발하는 것이 가능한 효과가 있다.The present invention has the effect of uniformly inducing the phase transition of the TMD thin film to a large area.

또한 본 발명은 원하지 아니하는 다른 부분에 손상을 가하지 아니하고 TMD 박막의 상전이를 유발하는 것이 가능한 효과가 있다.Further, the present invention has the effect of inducing the phase transition of the TMD thin film without damaging other undesired portions.

또한 본 발명은 TMD 박막의 상전이 에너지가 큰 경우에도 에너지 효율적으로 TMD 박막의 상전이를 유발하는 것이 가능한 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of inducing the phase transition of the TMD thin film energy-efficiently even when the phase transition energy of the TMD thin film is large.

본 발명에 의한 효과는 상기 효과로만 제한하지 아니하고, 위에서 명시적으로 나타내지 아니한 다른 효과는 이하 본 발명의 구성 및 작용을 통하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and other effects not explicitly described above can be easily understood by those skilled in the art through the constitution and operation of the present invention.

도 1a는 종래 TMD 박막에 열을 가하여 상전이를 유발하는 개략적인 방법에 대하여 도시한다.
도 1b는 종래 TMD 박막에 레이저를 조사하여 상전이를 유발하는 개략적인 방법에 대하여 도시한다.
도 2는 본 발명의 플라즈마 처리에 의한 TMD 박막의 상전이를 유발하는 방법에 대하여 도시한다.
도 3은 본 발명의 플라즈마 처리에 의하여 상전이가 된 TMD 박막을 도시한다.
1A schematically shows a method of generating phase transition by applying heat to a conventional TMD thin film.
FIG. 1B shows a schematic method of inducing a phase transition by irradiating a conventional TMD thin film with a laser.
FIG. 2 shows a method of inducing the phase transition of the TMD thin film by the plasma treatment of the present invention.
FIG. 3 shows a TMD thin film that has undergone phase transformation by the plasma treatment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체적인 구성 및 작용에 대해 설명하기로 한다. 이러한 실시예는 예시적인 것으로서 본 발명의 구성 및 작용을 제한하지는 아니하고, 실시예에서 명시적으로 나타내지 아니한 다른 구성 및 작용도 이하 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있는 경우는 본 발명의 기술적 사상으로 볼 수 있을 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the overall structure and operation of the present invention will be described. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not to be construed as limiting the present invention, and do not limit the scope of the present invention. And those skilled in the art can easily understand the present invention.

최근 플라즈마 연구가 활발히 진행되면서 여러 분야에 응용되고 있으며, 그 중에서도 플라즈마 처리에 의하여 저온 처리가 가능하고, 대면적으로 원하는 부분만 처리가 가능하여 표면 개질 등에서 많이 활용되고 있다.Recently, plasma research has been actively applied to various fields, among which plasma processing can be performed at a low temperature, and only a desired portion can be processed in a large area, which is widely used for surface modification and the like.

그러나 종래 플라즈마 처리가 2차원 소재에 대한 상전이를 위하여 사용된 경우가 없고, 단지 표면 개질 정도로만 사용되고 있다.However, the conventional plasma treatment is not used for phase transition to a two-dimensional material, and only the surface modification is used.

2차원 소재 중 TMD는 금속성 및 반도체성을 가지고, TMD의 상전이에 필요한 에너지를 가하기 위하여 일반적으로 섭씨 수백도에서 수천도에 이르는 열을 가하는 것이 일반적인데, 이와 같은 고온의 열은 다른 소자들에 손상을 가할 수 있어 적용이 쉽지 않다.TMD has a metallic and semiconducting nature and it is common to apply heat from hundreds to thousands of degrees Celsius in order to apply the energy required for phase transition of TMD. Such high temperature heat may damage It is not easy to apply.

이와 달리, 플라즈마 처리는 저온 처리가 가능하고 원하는 부분에 대해서만 적용이 가능하며 대면적으로도 적용이 가능하므로, 대량 생산을 위하여 큰 장점을 가진다.On the other hand, the plasma treatment can be performed at a low temperature and can be applied only to a desired portion and can be applied to a large area, which is a great advantage for mass production.

한편 2차원 소재인 TMD는 전이금속과 칼코겐 원소의 화합물로서, TMD의 분자식은 MX2(M: 전이금속, X: 칼코겐원소)로 나타낼 수 있으며, 상전이를 일으키는데 필요한 상전이 에너지가 화합물을 이루는 원소에 따라 달라진다.On the other hand, TMD, which is a two-dimensional material, is a compound of a transition metal and a chalcogen element. The molecular formula of TMD can be represented by MX 2 (M: transition metal, X: chalcogen element), and the phase transition energy necessary for causing phase transition It depends on the element.

전이금속은 주기율표에서 4~7주기, 3~12족 까지의 원소로서, 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크로뮴(Cr), 망가니즈(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 나이오븀(Nb), 몰리브데넘(Mo), 테크네튬(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 카드뮴(Cd), 하프늄(Hf), 탄탈럼(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 금(Au), 수은(Hg), 러더포듐(Rf), 더브늄(Db), 시보?(Sg), 보륨(Bh), 하슘(Hs) 등이 있다.The transition metal is an element of 4 to 7 cycles or 3 to 12 groups in the periodic table and is composed of scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn) (Co), Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Molybdenum, Tc, Ruthenium Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, (Ir), Pt, Au, Hg, Rf, Db, Sg, Bh,

칼코겐원소는 주기율표에서 16족 원소로서 산소(O), 황(S), 셀레늄(Se), 텔루륨(Te), 폴로늄(Po), 리버모륨(Lv)이 있으며, 특히 이들 중 황(S), 셀레늄(Se), 텔루륨(Te)을 주로 칼코겐원소라고 한다.The chalcogen elements include oxygen (O), sulfur (S), selenium (Se), tellurium (Te), polonium (Po) and riversomium (Lv) as a Group 16 element in the periodic table, ), Selenium (Se), and tellurium (Te) are mainly referred to as chalcogen elements.

이하 발명의 구체적인 실시예에 따른 전체적인 구성 및 동작에 대해 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following will describe the overall structure and operation according to a specific embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명은 TMD 박막의 상전이 방법 및 장치에 관한 것으로서, 플라즈마 처리에 의하여 TMD 박막의 상전이를 제어한다.Referring to FIG. 2, the present invention relates to a method and apparatus for phase transition of a TMD thin film, and controls the phase transition of the TMD thin film by plasma treatment.

기판(1) 상에 형성되는 2차원 소재인 TMD 박막(100)은 단일층 또는 복수층으로서 종래 TMD 박막(100)의 형성 방법에 의하여 형성될 수 있다.The TMD thin film 100, which is a two-dimensional material formed on the substrate 1, can be formed as a single layer or a plurality of layers by the method of forming the conventional TMD thin film 100.

기판(1)에 상기 TMD 박막(100)이 형성된 후, 플라즈마를 발생시키고 상기 기판(1)과 플마즈마 사이에 형성되는 쉬스 전압에 의해 가속되는 이온이 상기 기판(1)에 형성된 TMD 박막(100)에 충돌하면서 에너지를 전달하게 된다.After the TMD thin film 100 is formed on the substrate 1, a plasma is generated and ions accelerated by the sheath voltage formed between the substrate 1 and the plasma are deposited on the TMD thin film 100 to collide with each other.

상기 TMD 박막(100)은 그 구조상(phase)에 따라 화학적 포텐셜이 달라지고, 상기 TMD 박막(100)을 형성하는 전이금속 및 칼코겐원소에 따라 상전이에 필요한 에너지도 달라지게 된다.The chemical potential of the TMD thin film 100 varies depending on its phase and the energy required for the phase transition depends on the transition metal and chalcogen elements forming the TMD thin film 100.

온도에 의하여 상기 TMD 박막(100)의 상전이를 일으키는 경우에는 수백도에서 수천도의 열이 필요하고 고온 환경은 에너지 소모가 비효율적일 뿐만 아니라 다른 소자들에게 손상을 가할 수 있지만, 플라즈마로부터 가속되는 이온은 수볼트에서 수십볼트에 의하여 가속되는 이온의 에너지만으로 상전이에 필요한 에너지를 전달할 수 있게 된다.In the case of causing the phase transition of the TMD thin film 100 by the temperature, several hundreds to thousands of heat are required. In a high temperature environment, energy consumption is inefficient and may damage other elements. However, Can transfer the energy required for phase transformation only by the energy of ions accelerated by several tens of volts at several volts.

또한 플라즈마로부터 가속되는 이온은 대면적으로도 적용이 가능하므로, 대량 생산에 유리하며, 도 3에서 도시한 바와 같이 한 번의 플라즈마 공정으로 기판(1)에 형성된 TMD 박막(100) 전체에 대하여 상전이를 일으킬 수 있다.In addition, ions accelerated from the plasma can be applied to a large area, which is advantageous for mass production. As shown in FIG. 3, the phase transformation is performed on the entire TMD thin film 100 formed on the substrate 1 by a single plasma process Can cause.

공정 조건에 따라서 선택적으로, 상기 플라즈마 공정을 여러 번 수행하여 TMD 박막(100)의 상전이를 유발할 수도 있는데, TMD 박막(100)을 이루는 전이금속과 칼코겐원소에 따라 상전이에 필요한 에너지가 큰 경우에는 상기 플라즈마 공정을 여러 번 수행할 수도 있다.Depending on the process conditions, the plasma process may be performed several times to induce the phase transition of the TMD thin film 100. When the energy required for the phase transition is large depending on the transition metal and the chalcogen element constituting the TMD thin film 100 The plasma process may be performed several times.

또한 TMD 박막(100)의 상전이 에너지보다 너무 큰 에너지를 가함으로써 TMD 박막의 결정구조에 손상이 가해질 수도 있으므로, 플라즈마 공정 이후 TMD 박막의 상전이 여부를 검사할 수 있으며, 플라즈마 공정이 여러 번 수행됨으로써 상전이 에너지를 가하는 경우에는 상기 플라즈마 공정들의 각 공정 사이에 TMD 박막의 상전이 여부를 검사할 수도 있다. 이러한 상전이 여부를 검사하기 위하여 라만 분광법, 원자간력 현미경(AFM: Atomic Force Microscope), 투과전자 현미경(TEM: Transmission Electron Microscope) 등이 사용될 수 있다.Further, since the crystal structure of the TMD thin film may be damaged by applying energy that is too much higher than the phase transition energy of the TMD thin film 100, the phase transition of the TMD thin film may be inspected after the plasma process, In the case of applying energy, the phase transition of the TMD thin film may be inspected between respective processes of the plasma processes. Raman spectroscopy, Atomic Force Microscope (AFM), Transmission Electron Microscope (TEM) and the like can be used to check whether the phase transition occurs.

플라즈마 발생 가스로는 아르곤(Ar) 가스와 같은 불활성 기체 또는 불활성 기체에 분자 기체를 혼합하여 사용할 수 있는데, 1 mTorr ~ 100 Torr 사이의 압력에서 상기 불활성 기체를 이온화하여 플라즈마를 생성시킬 수 있으며, 바람직하게는 10 mTorr ~ 100 mTorr 사이의 압력에서 플라즈마를 생성시킬 수 있다.As the plasma generating gas, an inert gas such as argon (Ar) gas or a molecular gas may be mixed with the inert gas. The inert gas may be ionized at a pressure of 1 mTorr to 100 Torr to generate a plasma, Can generate plasma at pressures between 10 mTorr and 100 mTorr.

1: 기판 100: TMD 박막1: substrate 100: TMD thin film

Claims (6)

기판 상에 셀레늄(Se) 또는 텔루륨(Te) 중 어느 하나를 포함하는 TMD 박막을 형성하는 단계;
10 mTorr ~ 100 mTorr 사이의 압력에서 플라즈마를 발생하는 단계;
상기 플라즈마로부터 상기 TMD 박막에 가속 이온을 충돌시키는 단계;를 포함하고,
상기 가속 이온의 에너지는 상기 TMD 박막의 상전이 에너지보다 큰 것을 특징으로 하는 TMD 박막의 상전이 방법.

Forming a TMD thin film containing any one of selenium (Se) and tellurium (Te) on a substrate;
Generating a plasma at a pressure between 10 mTorr and 100 mTorr;
Impinging acceleration ions on the TMD thin film from the plasma,
Wherein the energy of the accelerating ions is higher than the phase transition energy of the TMD thin film.

제 1 항에 있어서,
상기 가속 이온을 충돌시키는 단계 이후에 TMD 박막의 상전이 여부를 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TMD 박막의 상전이 방법.

The method according to claim 1,
And inspecting whether the phase transition of the TMD thin film is checked after the step of impinging the accelerating ions.

제 2 항에 있어서,
상기 TMD 박막의 상전이 여부를 검사하는 단계에서 상기 TMD 박막의 상전이가 수행되지 아니한 경우 상기 가속 이온을 충돌시키는 단계와 상기 TMD 박막의 상전이 여부를 검사하는 단계를 반복적으로 더 수행하는 것을 특징으로 하는 TMD 박막의 상전이 방법.

3. The method of claim 2,
Wherein the TMD thin film is repeatedly inspected whether the phase transition of the TMD thin film is performed or not when the phase transition of the TMD thin film is not performed and the phase transition of the TMD thin film is inspected. (Method for Phase Transition of Thin Film).

제 3 항에 있어서,
상기 TMD 박막은 단일층의 2차원 물질인 것을 특징으로 하는 TMD 박막의 상전이 방법.

The method of claim 3,
Wherein the TMD thin film is a single layer two-dimensional material.

제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 TMD 박막의 상전이 장치.

A device for phase transition of a TMD thin film, characterized in that the method of any one of claims 1 to 4 is carried out.

제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 TMD 박막.A TMD thin film which is produced by the method of any one of claims 1 to 4.
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