KR20210009160A - 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성방법 - Google Patents

전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210009160A
KR20210009160A KR1020190085821A KR20190085821A KR20210009160A KR 20210009160 A KR20210009160 A KR 20210009160A KR 1020190085821 A KR1020190085821 A KR 1020190085821A KR 20190085821 A KR20190085821 A KR 20190085821A KR 20210009160 A KR20210009160 A KR 20210009160A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transition metal
substrate
thin film
chalcogen compound
forming
Prior art date
Application number
KR1020190085821A
Other languages
English (en)
Inventor
변경은
김형섭
박태진
김회준
신현진
안원식
임미리내
조연주
Original Assignee
삼성전자주식회사
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사, 성균관대학교산학협력단 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020190085821A priority Critical patent/KR20210009160A/ko
Priority to EP20183928.9A priority patent/EP3767005A1/en
Priority to US16/928,560 priority patent/US11476117B2/en
Priority to CN202010679035.8A priority patent/CN112239860A/zh
Publication of KR20210009160A publication Critical patent/KR20210009160A/ko
Priority to US17/949,418 priority patent/US11881399B2/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/305—Sulfides, selenides, or tellurides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0272—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0272—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating
    • C23C16/0281—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating of metallic sub-layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • C23C16/18—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metallo-organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/305—Sulfides, selenides, or tellurides
    • C23C16/306—AII BVI compounds, where A is Zn, Cd or Hg and B is S, Se or Te
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45534—Use of auxiliary reactants other than used for contributing to the composition of the main film, e.g. catalysts, activators or scavengers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45553—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the use of precursors specially adapted for ALD
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/56—After-treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02422—Non-crystalline insulating materials, e.g. glass, polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02491—Conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02568—Chalcogenide semiconducting materials not being oxides, e.g. ternary compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02658—Pretreatments
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02551—Group 12/16 materials
    • H01L21/02557—Sulfides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

기판에 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 형성하는 방법이 개시된다. 개시된 방법은, 기판을 금속 유기물로 처리하는 단계; 및 상기 기판 주위에 전이금속 원소를 포함하는 전이금속 전구체 및 칼코겐 원소를 포함하는 칼코겐 전구체를 제공하여 상기 기판에 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 단계;를 포함한다.

Description

전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성방법{Method for forming thin film of transition metal dichalcogenide}
전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성방법에 관한 것이다.
전이금속 칼코겐 화합물(TMD; Transition Metal Dichalcogenide)은 반도체 특성을 가지는 2차원 물질이다. 이러한 전이금속 칼코겐 화합물은 2차원의 육각형 벌집 구조(hexagonal honeycomb structure)를 가지는 2개의 칼코겐 원자층과 이 2개의 칼코겐 원자층 사이에 끼워진 하나의 금속 원자층으로 구성되어 있다.
전이금속 칼코겐 화합물은 전기적 성질이 우수하며, 두께가 나노 스케일로 얇아지는 경우에도 그 특징이 크게 변하기 않으며, 높은 이동도(mobility)를 가지고 있기 때문에 다양한 소자에 응용될 수 있는 물질이다.
예시적인 실시예는 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 형성하는 방법에을 제공한다.
일 측면에 있어서,
기판에 전이금속 칼코겐 화합물(transition metal dichalcogenide) 박막을 형성하는 방법에 있어서,
상기 기판을 금속 유기물로 처리하는 단계; 및
상기 기판 주위에 전이금속 원소를 포함하는 전이금속 전구체 및 칼코겐 원소를 포함하는 칼코겐 전구체를 제공하여 상기 기판에 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 단계;를 포함하는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법이 제공된다.
상기 금속 유기물은 상기 기판에 상기 전이금속 전구체 및 상기 칼코겐 전구체의 흡착을 유도하는 금속을 포함할 수 있다.
상기 금속 유기물은 Al, Ti 및 Ni로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속 유기물은 Trimethylaluminum, tris(demethylamido)aluminum, triisbutylaluminum, titanium isopropoxide, tetrakis(dimethylamido)titanium, Bis(cyclopentadinenyl)nickell, 및 Bis(ethylcyclopentadienyl)nickel로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전이금속 칼코겐 화합물은 하기의 <화학식 1>로 표시될 수 있다.
M1- aMa'X2(1-b)X2b'???? <화학식 1>
(여기서, M 및 M'는 서로 다른 전이금속 원소이고, X 및 X'는 서로 다른 칼코겐 원소이며, 0≤a<1 및 0≤b<1 이다.)
상기 전이금속 원소는 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Tc, Re, Co, Rh, Ir, Ni. Pd, Pt, Zn 및 Sn으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 칼코겐 원소는 S, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전이금속 전구체는 전이금속 할라이드(halide)를 포함할 수 있다.
상기 전이금속 할라이드는 MoF3, MoF6, MoF4, Mo4F20, MoCl2, MoCl3, MoCl6, MoCl4, MoCl5, MoBr3, MoBr4, MoI2, MoI3, MoI4, WF6, WF4, [WF5]4, WCl2, WCl6, WCl4, [WCl5]2, [W6Cl12]Cl6, WBr3, WBr6, WBr4, WBr5, W6Br14, WI2, WI3, WI4, VF2, VF3, VF4, VF5, VCl2, VCl3, VCl4, VBr2, VBr3, VBr4, VI2, VI3, VI4, NbCl3, NbCl4, NbCl5, NbBr4, NbBr5, NbI3, NbI4, NbI5, TaF3, [TaF5]4, TaCl3, TaCl4, TaCl5, TaBr3, TaBr4, TaBr5, TaI4, TaI5, TiF2, TiF3, TiF4, TiCl4, TiCl3, TiCl2, TiBr3, TiBr4, HfCl4, HfBr2, HfBr4, HfI3, HfI4, ZrF4, ZrCl2, ZrCl3, ZrCl4, ZrBr3, ZrBr4, ZrI2, ZrI3, ZrI4, TcF6, TcF5, TcCl4, TcCl6, TcBr4, ReF6, ReF4, ReF5, ReF7, Re3Cl9, ReCl5, ReCl4, ReCl6, ReBr3, ReBr4, ReBr5, ReI3, ReI4, CoF2, CoF3, CoF4, CoCl2, CoCl3, CoBr2, CoI2, RhF3, RhF6, RhF4, [RhF5]4, RhCl3, RhBr3, RhI3, IrF3, IrF6, IrF4, [IrF5]4, IrCl2, IrCl3, IrCl4, IrBr2, IrBr3, IrBr4, IrI2, IrI3, IrI4, NiF2, NiCl2, NiBr2, NiI2, PdF2, PdF4, PdCl2, PdBr2, PdI2, PtF6, PtF4, [PtF5]4, PtCl2, PtCl3, PtCl4, Pt6Cl12, PtBr2, PtBr3, PtBr4, PtI2, PtI3, PtI4, GaF3, GaCl2, GaCl3, GaBr3, GaI3, SnF2, SnF4, SnCl2, SnCl4, SnBr2, SnBr4, SnI2, 및 SnI4 으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 칼코겐 전구체는 황(sulfur), 황화수소(H2S), 디에틸설파이드(diethyl sulfide), 디메틸디설파이드(dimethyl disulfide), 에틸메틸설파이드(Ethyl methyl sulfide), (Et3Si)2S, 셀레늄 기체(selenium vapor), 셀레늄화수소(H2Se), 디에틸셀레나이드(diethyl selenide), 디메틸디셀레나이드(dimethyl diselenide), 에틸메틸셀레나이드(ethyl methyl selenide), (Et3Si)2Se, 텔레늄 기체 (Telenium vapor), 텔레늄화수소(H2Te), 디메틸텔루라이드(dimethyl telluride), 디에틸텔루라이드(diethyl telluride), 에틸메틸텔루라이드(Ethyl methyl telluride) 및 (Et3Si)2Te 로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 기판은 규소, 산화규소, 산화알루미늄, 산화 마그네슘, 탄화규소, 질화규소, 유리, 석영, 사파이어, 그래파이트, 그래핀, 폴리이미드 공중합체, 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 플루오르폴리머 (FEP), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 기판을 상기 금속 유기물로 처리하는 단계는, 상기 기판 주위에 상기 금속 유기물을 제공하는 단계; 및 상기 기판 주위를 열처리하여 상기 금속 유기물을 분해시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 금속 유기물의 분해에 따라 생성된 금속은 상기 기판에 형성될 수 있다. 상기 열처리는 대략 300℃ ~ 500℃에서 수행될 수 있다.
상기 전이금속 칼코겐 화합물 박막은 원자층 증착(ALD; Atomic Layer Deposition) 공정 또는 화학기상증착(CVD; Chemical Vapor Deposition) 공정에 의해 형성될 수 있다.
상기 기판을 상기 금속 유기물로 처리하는 단계는 상기 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하기 전에 수행되거나 또는 상기 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 중에 수행될 수 있다.
상기 전이금속 전구체 및 상기 칼코겐 전구체는 상기 기판에 동시에 또는 교대로 제공될 수 있다.
다른 측면에 있어서,
기판에 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 형성하는 방법에 있어서,
상기 기판을 금속 유기물로 처리하는 단계; 및
원자층 증착(ALD) 공정을 이용하여 상기 기판에 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 단계;를 포함하는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법이 제공된다.
상기 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성은 300℃ ~ 500℃에서 수행될 수 있다.
또 다른 측면에 있어서,
기판에 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 형성하는 방법에 있어서,
상기 기판을 금속 유기물로 처리하는 단계; 및
화학기상증착(CVD) 공정을 이용하여 상기 기판에 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 단계;를 포함하는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법이 제공된다.
상기 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성은 300℃ ~ 500℃에서 수행될 수 있다.
예시적인 실시예에 의하면, 대략 500℃ 이하의 비교적 저온에서 금속 유기물을 이용하여 기판의 표면을 처리함으로써 하나의 증착 공정(예를 들면, ALD 공정 또는 CVD 공정)을 통해 기판의 표면에 고품질의 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 효과적으로 형성할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 2는 다른 예시적인 실시예에 따른 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 3a 및 도 3b는 SiO2 기판에 Trimethylaluminum(TMA)를 이용한 표면 처리를 하지 않고 ALD 공정을 이용하여 MoS2 박막을 증착한 경우에 대한 Raman Spectrum 및 PL Spectrum을 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 ALD 공정을 이용하여 SiO2 기판에 Trimethylaluminum(TMA)를 이용한 표면 처리를 20 사이클 수행한 다음, MoS2 박막을 증착한 경우에 대한 Raman Spectrum 및 PL Spectrum을 도시한 것이다.
도 5a 및 도 5b는 ALD 공정을 이용하여 SiO2 기판에 Trimethylaluminum(TMA)를 이용한 표면 처리를 50 사이클 수행한 다음 ALD 공정을 이용하여 MoS2 박막을 증착한 경우에 대한 Raman Spectrum 및 PL Spectrum을 도시한 것이다.
도 6은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법을 도시한 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
“상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. 모든 예들 또는 예시적인 용어의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다.
전이금속 칼코겐 화합물(TMD; Transition Metal Dichalcogenide)은 2차원의 육각형 벌집 구조를 가지는 2개의 칼코겐 원자층과 이 2개의 칼코겐 원자층 사이에 끼워진 하나의 금속 원자층으로 구성되어 있다. 이러한 전이금속 칼코겐 화합물은 하기의 <화학식 1>로 표시될 수 있다.
M1- aMa'X2(1-b)X2b'???? <화학식 1>
여기서, M 및 M'는 서로 다른 전이금속 원소이고, X 및 X'는 서로 다른 칼코겐 원소이며, 0≤a<1 및 0≤b<1 이다.
전이금속 원소는 예를 들면, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Tc, Re, Co, Rh, Ir, Ni. Pd, Pt, Zn 및 Sn으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 칼코겐 원소는 예를 들면, S, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하지만 이에 한정되지는 않는다.
이하의 실시예들에서는 전이금속 칼코겐 화합물로 이루어진 박막을 기판에 형성하는 방법이 설명된다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 1을 참조하면, 먼저, 전이금속 칼코겐 화합물 박막이 형성될 기판을 준비한다(110). 여기서, 기판은 다양한 재질을 포함할 수 있다. 기판은 예를 들면, 금속, 반도체 또는 유전체를 포함할 수 있다.
구체적인 예를 들면, 기판은 규소, 산화규소, 산화알루미늄, 산화 마그네슘, 탄화규소, 질화규소, 유리, 석영, 사파이어, 그래파이트, 그래핀, 폴리이미드 공중합체, 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 플루오르폴리머 (FEP), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 금속 유기물을 이용하여 기판의 표면을 처리한다(120). 여기서, 기판의 표면을 처리하는 공정은 금속 유기물을 기판의 주위에 제공하는 단계와 기판의 주위를 열처리하는 단계를 포함한다. 여기서, 열처리는 대략 500℃ 이하(예를 들면, 300℃ ~ 500℃)의 온도에서 수행될 수 있다.
이와 같이, 기판의 주위에 금속 유기물이 제공되고, 500℃ 이하의 온도로 열처리 공정이 수행되면 금속 유기물이 분해되어 금속이 생성되고, 이렇게 생성된 금속은 기판의 표면에 형성된다. 그리고, 이렇게 기판의 표면에 형성된 금속은 후술하는 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 공정에서 촉매 역할을 할 수 있다.
금속 유기물은 예를 들면, Al, Ti 및 Ni로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 경우, 금속 유기물은 예를 들면, Trimethylaluminum, tris(demethylamido)aluminum, triisbutylaluminum, titanium isopropoxide, tetrakis(dimethylamido)titanium, Bis(cyclopentadinenyl)nickell, 및 Bis(ethylcyclopentadienyl)nickel로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 기판의 표면에 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하여 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 증착한다(130). 이러한 박막 증착 공정은 대략 500℃ 이하(예를 들면, 300℃ ~ 500℃)의 온도에서 수행될 수 있다.
전이금속 칼코겐 화합물의 합성은 기판 주위에 전이금속 원소를 포함하는 전이금속 전구체 및 칼코겐 원소를 포함하는 칼코겐 전구체를 제공함으로써 기판의 표면에서 수행될 수 있다. 여기서, 전이금속 전구체 및 칼코겐 전구체는 동시에 제공되거나 또는 교대로 제공될 수 있다.
전이금속 전구체는 예를 들면, 전이금속 할라이드(halide)를 포함할 수 있다. 여기서, 전이금속 할라이드는 예를 들면, MoF3, MoF6, MoF4, Mo4F20, MoCl2, MoCl3, MoCl6, MoCl4, MoCl5, MoBr3, MoBr4, MoI2, MoI3, MoI4, WF6, WF4, [WF5]4, WCl2, WCl6, WCl4, [WCl5]2, [W6Cl12]Cl6, WBr3, WBr6, WBr4, WBr5, W6Br14, WI2, WI3, WI4, VF2, VF3, VF4, VF5, VCl2, VCl3, VCl4, VBr2, VBr3, VBr4, VI2, VI3, VI4, NbCl3, NbCl4, NbCl5, NbBr4, NbBr5, NbI3, NbI4, NbI5, TaF3, [TaF5]4, TaCl3, TaCl4, TaCl5, TaBr3, TaBr4, TaBr5, TaI4, TaI5, TiF2, TiF3, TiF4, TiCl4, TiCl3, TiCl2, TiBr3, TiBr4, HfCl4, HfBr2, HfBr4, HfI3, HfI4, ZrF4, ZrCl2, ZrCl3, ZrCl4, ZrBr3, ZrBr4, ZrI2, ZrI3, ZrI4, TcF6, TcF5, TcCl4, TcCl6, TcBr4, ReF6, ReF4, ReF5, ReF7, Re3Cl9, ReCl5, ReCl4, ReCl6, ReBr3, ReBr4, ReBr5, ReI3, ReI4, CoF2, CoF3, CoF4, CoCl2, CoCl3, CoBr2, CoI2, RhF3, RhF6, RhF4, [RhF5]4, RhCl3, RhBr3, RhI3, IrF3, IrF6, IrF4, [IrF5]4, IrCl2, IrCl3, IrCl4, IrBr2, IrBr3, IrBr4, IrI2, IrI3, IrI4, NiF2, NiCl2, NiBr2, NiI2, PdF2, PdF4, PdCl2, PdBr2, PdI2, PtF6, PtF4, [PtF5]4, PtCl2, PtCl3, PtCl4, Pt6Cl12, PtBr2, PtBr3, PtBr4, PtI2, PtI3, PtI4, GaF3, GaCl2, GaCl3, GaBr3, GaI3, SnF2, SnF4, SnCl2, SnCl4, SnBr2, SnBr4, SnI2, 및 SnI4 으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
칼코겐 전구체는 예를 들면, 황(sulfur), 황화수소(H2S), 디에틸설파이드(diethyl sulfide), 디메틸디설파이드(dimethyl disulfide), 에틸메틸설파이드(Ethyl methyl sulfide), (Et3Si)2S, 셀레늄 기체(selenium vapor), 셀레늄화수소(H2Se), 디에틸셀레나이드(diethyl selenide), 디메틸디셀레나이드(dimethyl diselenide), 에틸메틸셀레나이드(ethyl methyl selenide), (Et3Si)2Se, 텔레늄 기체 (Telenium vapor), 텔레늄화수소(H2Te), 디메틸텔루라이드(dimethyl telluride), 디에틸텔루라이드(diethyl telluride), 에틸메틸텔루라이드(Ethyl methyl telluride) 및 (Et3Si)2Te 로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되지는 않는다.
전술한 기판의 표면 처리에 의해 금속 유기물이 분해되어 기판의 표면에 금속이 형성되고, 이러한 금속이 전이금속 전구체 및 칼코겐 전구체가 기판으로 흡착되는 것을 유도함으로써 기판의 표면에서는 전이금속 칼코겐 화합물이 효과적으로 합성되어 박막을 형성할 수 있다.
이상에서는 금속 유기물을 이용한 기판의 표면 처리가 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하기 전에 수행되는 경우가 설명되었다. 그러나, 이에 한정되지 않고 금속 유기물을 이용한 기판의 표면 처리는 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 중간에 수행되는 것도 가능하다.
이상과 같은 기판의 표면 처리 및 전이금속 칼코겐 화합물의 합성은 예를 들면, 원자층 증착(ALD; Atomic Layer Deposition) 공정 또는 화학기상증착(CVD; Chemical Vapor Deposition) 공정을 통해 수행될 수 있다. 하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
일반적으로, 전이금속 칼코겐 화합물은 600℃ 이상의 고온에서 합성되어 박막을 형성하였다. 한편, 600℃ 이하의 저온에서 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하여 박막을 형성하는 방법이 있으나. 이 경우에는 박막의 품질을 향상시키기 위해 600℃ 이상의 고온에서 열처리를 수행하여야 한다. 또한, 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하기 위한 활성화 에너지(activation energy)를 낮추기 위하여 기판에 촉매 금속층을 형성하는 방법이나 또는 H2S 를 이용하여 기판의 표면을 처리하는 방법이 사용되었다. 그러나, 촉매 금속층을 형성하기 위해서는 별도의 공정을 통해 기판에 금속을 추가로 증착해야 하는 문제가 있으며, H2S 를 이용하여 기판의 표면을 처리하는 방법은 H2S 에 의해 처리가 잘 되지 않는 기판(예를 들면, 실리콘 기판 등)이 있다는 문제가 있다.
본 실시예에 따르면 대략 500℃ 이하의 비교적 저온에서 금속 유기물을 이용하여 기판의 표면을 처리함으로써 하나의 공정(예를 들면, ALD 공정 또는 CVD 공정)을 통해 기판의 표면에 고품질의 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 효과적으로 형성할 수 있다.
도 2는 다른 예시적인 실시예에 따른 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법을 도시한 플로우 차트이다. 도 2에는 ALD 공정을 이용하여 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 형성하는 방법이 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 먼저 ALD 공정을 수행하는 공정 챔버 내에 기판을 준비한다(210). 기판은 예를 들면, 금속, 반도체 또는 유전체를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 기판은 규소, 산화규소, 산화알루미늄, 산화 마그네슘, 탄화규소, 질화규소, 유리, 석영, 사파이어, 그래파이트, 그래핀, 폴리이미드 공중합체, 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 플루오르폴리머 (FEP), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 금속 유기물을 이용하여 기판의 표면을 처리한다. 여기서, 금속 유기물은 후술하는 전이금속 전구체 및 칼코겐 전구체의 흡착을 유도하는 금속을 포함할 수 있다.
금속 유기물은 예를 들면, Al, Ti 및 Ni로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 금속 유기물은 Trimethylaluminum, tris(demethylamido)aluminum, triisbutylaluminum, titanium isopropoxide, tetrakis(dimethylamido)titanium, Bis(cyclopentadinenyl)nickell, 및 Bis(ethylcyclopentadienyl)nickel로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
기판의 표면을 처리하는 공정은 금속 유기물을 기판의 주위에 제공하는 단계(220)와 기판의 주위를 열처리하는 단계(230)를 포함한다. 여기서, 열처리 온도는 대략 500℃ 이하(예를 들면, 300℃ ~ 500℃)의 온도에서 수행될 수 있다.
ALD 공정에서는 금속 유기물을 이용하여 기판의 표면을 처리하는 공정은 소정의 열처리 온도에서 금속 유기물을 기판의 주위에 복수의 사이클로 반복적으로 제공함으로써 수행될 수 있다.
구체적으로, 먼저 금속 유기물을 공정 챔버의 내부로 공급하여 기판의 주위에 금속 유기물을 제공한 상태에서 공정 챔버 내부의 온도를 예를 들면, 500℃ 이하(예를 들면, 300℃ ~ 500℃)의 열처리 온도로 유지한다. 이에 따라, 공정 챔버의 내부에 공급된 금속 유기물은 분해되어 금속이 생성되고, 이렇게 생성된 금속은 기판의 표면에 형성된다. 기판의 표면에 형성된 금속은 후술하는 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 공정에서 촉매 역할을 할 수 있다. 즉, 기판의 표면에 형성된 금속은 전이금속 전구체 및 상기 칼코겐 전구체의 흡착을 유도할 수 있다. 기판의 금속에 금속이 형성된 후에는 공정 챔버 내부에 남아 있던 금속 유기물은 공정 챔버의 외부로 배출된다. 이어서, 전술한 금속 유기물의 공급 및 배출 과정을 복수의 사이클로 반복적으로 수행함으로써 기판의 표면에 원하는 양의 금속을 형성할 수 있다.
기판의 표면에 금속이 형성된 다음에는, 통상적인 ALD 공정을 이용하여 기판의 표면에 전이금속 칼코겐 화합물을 합성함으로써 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 증착한다(240). 이러한 박막 증착 공정은 대략 500℃ 이하(예를 들면, 300℃ ~ 500℃)의 온도에서 수행될 수 있다.
구체적으로, 먼저 공정 챔버의 내부에 전이금속 원소를 포함하는 전이금속 전구체를 공급한다. 여기서, 전이금속 원소는 예를 들면, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Tc, Re, Co, Rh, Ir, Ni. Pd, Pt, Zn 및 Sn으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
전이금속 전구체는 예를 들면, 전이금속 할라이드(halide)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 전이금속 할라이드는 예를 들면, MoF3, MoF6, MoF4, Mo4F20, MoCl2, MoCl3, MoCl6, MoCl4, MoCl5, MoBr3, MoBr4, MoI2, MoI3, MoI4, WF6, WF4, [WF5]4, WCl2, WCl6, WCl4, [WCl5]2, [W6Cl12]Cl6, WBr3, WBr6, WBr4, WBr5, W6Br14, WI2, WI3, WI4, VF2, VF3, VF4, VF5, VCl2, VCl3, VCl4, VBr2, VBr3, VBr4, VI2, VI3, VI4, NbCl3, NbCl4, NbCl5, NbBr4, NbBr5, NbI3, NbI4, NbI5, TaF3, [TaF5]4, TaCl3, TaCl4, TaCl5, TaBr3, TaBr4, TaBr5, TaI4, TaI5, TiF2, TiF3, TiF4, TiCl4, TiCl3, TiCl2, TiBr3, TiBr4, HfCl4, HfBr2, HfBr4, HfI3, HfI4, ZrF4, ZrCl2, ZrCl3, ZrCl4, ZrBr3, ZrBr4, ZrI2, ZrI3, ZrI4, TcF6, TcF5, TcCl4, TcCl6, TcBr4, ReF6, ReF4, ReF5, ReF7, Re3Cl9, ReCl5, ReCl4, ReCl6, ReBr3, ReBr4, ReBr5, ReI3, ReI4, CoF2, CoF3, CoF4, CoCl2, CoCl3, CoBr2, CoI2, RhF3, RhF6, RhF4, [RhF5]4, RhCl3, RhBr3, RhI3, IrF3, IrF6, IrF4, [IrF5]4, IrCl2, IrCl3, IrCl4, IrBr2, IrBr3, IrBr4, IrI2, IrI3, IrI4, NiF2, NiCl2, NiBr2, NiI2, PdF2, PdF4, PdCl2, PdBr2, PdI2, PtF6, PtF4, [PtF5]4, PtCl2, PtCl3, PtCl4, Pt6Cl12, PtBr2, PtBr3, PtBr4, PtI2, PtI3, PtI4, GaF3, GaCl2, GaCl3, GaBr3, GaI3, SnF2, SnF4, SnCl2, SnCl4, SnBr2, SnBr4, SnI2, 및 SnI4 으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음으로, 공정 챔버의 내부에 칼코겐 원소를 포함하는 칼코겐 전구체를 공급한다. 여기서, 칼코겐 원소는 예를 들면, S, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하지만 이에 한정되지는 않는다.
칼코겐 전구체는 전술한 바와 같이 예를 들면, 황(sulfur), 황화수소(H2S), 디에틸설파이드(diethyl sulfide), 디메틸디설파이드(dimethyl disulfide), 에틸메틸설파이드(Ethyl methyl sulfide), (Et3Si)2S, 셀레늄 기체(selenium vapor), 셀레늄화수소(H2Se), 디에틸셀레나이드(diethyl selenide), 디메틸디셀레나이드(dimethyl diselenide), 에틸메틸셀레나이드(ethyl methyl selenide), (Et3Si)2Se, 텔레늄 기체 (Telenium vapor), 텔레늄화수소(H2Te), 디메틸텔루라이드(dimethyl telluride), 디에틸텔루라이드(diethyl telluride), 에틸메틸텔루라이드(Ethyl methyl telluride) 및 (Et3Si)2Te 로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 공정 챔버의 내부 온도를 대략 500℃ 이하, 예를 들면, 300℃ ~ 500℃의 온도로 유지하게 되면 기판의 표면에서는 전이금속 전구체와 칼코겐 전구체가 반응하여 전이금속 칼코겐 화합물을 합성한다.
기판의 표면에는 전술한 바와 같이 금속 유기물을 이용한 표면 처리 공정에 의해 금속이 형성되어 있으므로, 기판의 표면에 형성된 금속에 의해 전이금속 전구체 및 상기 칼코겐 전구체가 기판의 표면에 효과적으로 흡착될 수 있으며, 이에 따라 전이금속 칼코겐 화합물이 용이하게 합성될 수 있다. 이후, 공정 챔버 내부에 남아 있던 전이금속 전구체와 칼코겐 전구체는 공정 챔버의 외부로 배출된다. 이어서, 전술한 전이금속 전구체와 칼코겐 전구체의 공급 및 배출 과정을 복수의 사이클로 반복적으로 수행함으로써 기판의 표면에 원하는 두께의 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 증착한다.
이상과 같이, 본 실시예에 따르면 ALD 공정을 이용하여 대략 500℃ 이하의 온도에서 금속 유기물을 이용하여 기판의 표면을 처리한 다음, 기판의 표면에 전이금속 칼코겐 화합물을 합성함으로써 비교적 저온에서 기판의 표면에 고품질의 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 효과적으로 형성할 수 있다.
이상에서는 ALD 공정으로 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하기 전에 금속 유기물을 이용한 기판의 표면 처리가 수행되는 경우가 설명되었다. 그러나, 이에 한정되지 않고 ALD 공정으로 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 중간에 금속 유기물을 이용한 기판의 표면 처리가 수행되는 것도 가능하다.
도 3a 및 도 3b는 SiO2 기판에 Trimethylaluminum(TMA)를 이용한 표면 처리를 하지 않고 ALD 공정을 이용하여 MoS2 박막을 증착한 경우에 대한 Raman Spectrum 및 Photoluminescence(PL) Spectrum을 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b에서 MoS2 박막의 증착 공정에서는 전이금속 전구체로는 MoCl5가 사용되었으며, 칼코겐 전구체로는 H2S가 사용되었다. 또한, 증착 장비는 SiO2가 코팅된 챔버를 사용하였으며, MoCl5 전구체 공급을 위한 캐니스터는 160℃의 온도로 유지되었다. 그리고, 420℃의 온도에서 MoCl5의 공급 시간 및 퍼징(purging) 시간은 각각 2초 및 10초, H2S의 공급 시간 및 퍼징 시간은 각각 20초 및 10초를 1 사이클로 하여 총 400 사이클이 수행되었다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, SiO2 기판에 Trimethylaluminum(TMA)를 이용한 표면 처리를 하지 않은 경우에는 SiO2 기판의 표면에 전이금속 칼코겐 화합물 박막이 거의 형성되지 않았음을 알 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 ALD 공정을 이용하여 SiO2 기판에 Trimethylaluminum(TMA)를 이용한 표면 처리를 20 사이클 수행한 다음, MoS2 박막을 증착한 경우에 대한 Raman Spectrum 및 PL Spectrum을 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b에서, TMA를 이용한 표면 처리 공정은 420℃의 온도에서 TMA 공급 시간 및 퍼징 시간은 각각 1초 및 20초를 1 사이클로 하여 총 20 사이클이 수행되었다. 그리고, MoS2 박막의 증착 공정에서는 전이금속 전구체로는 MoCl5가 사용되었으며, 칼코겐 전구체로는 H2S가 사용되었다. 또한, 증착 장비는 SiO2가 코팅된 챔버를 사용하였으며, MoCl5 전구체 공급을 위한 캐니스터는 160℃의 온도로 유지되었다. 그리고, 420℃의 온도에서 MoCl5의 공급 시간 및 퍼징(purging) 시간은 각각 2초 및 10초, H2S의 공급 시간 및 퍼징 시간은 각각 20초 및 10초를 1 사이클로 하여 총 400 사이클이 수행되었다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, SiO2 기판에 TMA를 이용한 표면 처리를 20 사이클 수행한 경우에는 SiO2 기판의 표면에 monolayer의 특성을 가지는 전이금속 칼코겐 화합물 박막이 형성되었음을 알 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 ALD 공정을 이용하여 SiO2 기판에 Trimethylaluminum(TMA)를 이용한 표면 처리를 50 사이클 수행한 다음, MoS2 박막을 증착한 경우에 대한 Raman Spectrum 및 PL Spectrum을 도시한 것이다.
도 5a 및 도 5b에서, TMA를 이용한 표면 처리 공정은 420℃의 온도에서 TMA 공급 시간 및 퍼징 시간은 각각 1초 및 20초를 1 사이클로 하여 총 50 사이클이 수행되었다. 그리고, MoS2 박막의 증착 공정에서는 전이금속 전구체로는 MoCl5가 사용되었으며, 칼코겐 전구체로는 H2S가 사용되었다. 또한, 증착 장비는 SiO2가 코팅된 챔버를 사용하였으며, MoCl5 전구체 공급을 위한 캐니스터는 160℃의 온도로 유지되었다. 그리고, 420℃의 온도에서 MoCl5의 공급 시간 및 퍼징(purging) 시간은 각각 2초 및 10초, H2S의 공급 시간 및 퍼징 시간은 각각 20초 및 10초를 1 사이클로 하여 총 400 사이클이 수행되었다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, SiO2 기판에 TMA를 이용한 표면 처리를 50 사이클 수행한 경우에는 SiO2 기판의 표면에 monolayer의 특성을 가지는 전이금속 칼코겐 화합물 박막이 형성되었음을 알 수 있다. 또한, TMA를 이용한 표면 처리를 50 사이클 수행한 경우에는 TMA를 이용한 표면 처리를 20 사이클 수행한 경우에 비하여 고품질의 전이금속 칼코겐 화합물 박막이 형성되었음을 알 수 있다.
도 6은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법을 도시한 플로우 차트이다. 도 6에는 CVD 공정을 이용하여 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 형성하는 방법이 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 먼저 CVD 공정을 수행하는 공정 챔버 내에 기판을 준비한다(310). 기판은 예를 들면, 금속, 반도체 또는 유전체를 포함할 수 있다.
다음으로, 금속 유기물을 이용하여 기판의 표면을 처리한다. 여기서, 금속 유기물은 후술하는 전이금속 전구체 및 칼코겐 전구체의 흡착을 유도하는 금속을 포함할 수 있다.
금속 유기물은 예를 들면, Al, Ti 및 Ni로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 금속 유기물은 Trimethylaluminum, tris(demethylamido)aluminum, triisbutylaluminum, titanium isopropoxide, tetrakis(dimethylamido)titanium, Bis(cyclopentadinenyl)nickell, 및 Bis(ethylcyclopentadienyl)nickel로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
기판의 표면을 처리하는 공정은 금속 유기물을 기판의 주위에 제공하는 단계(320)와 기판의 주위를 열처리하는 단계(330)를 포함한다. 여기서, 열처리 온도는 대략 500℃ 이하(예를 들면, 300℃ ~ 500℃)의 온도에서 수행될 수 있다.
구체적으로, 금속 유기물을 공정 챔버의 내부로 공급하여 기판의 주위에 금속 유기물을 제공한 상태에서 공정 챔버 내부의 온도를 예를 들면, 500℃ 이하(예를 들면, 300℃ ~ 500℃)의 열처리 온도로 유지한다. 이에 따라, 공정 챔버의 내부에 공급된 금속 유기물은 분해되어 금속이 생성되고, 이렇게 생성된 금속은 기판의 표면에 형성된다. 여기서, 기판의 표면에 형성된 금속은 전이금속 전구체 및 상기 칼코겐 전구체의 흡착을 유도할 수 있다. 기판의 금속에 금속이 형성된 후에는 공정 챔버 내부에 남아 있던 금속 유기물은 공정 챔버의 외부로 배출된다.
기판의 표면에 금속이 형성된 다음에는, 통상적인 CVD 공정을 이용하여 기판의 표면에 전이금속 칼코겐 화합물을 합성함으로써 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 증착한다(340). 이러한 박막 증착 공정은 대략 500℃ 이하(예를 들면, 300℃ ~ 500℃)의 온도에서 수행될 수 있다.
구체적으로, 공정 챔버의 내부에 전이금속 원소를 포함하는 전이금속 전구체및 칼코겐 원소를 포함하는 칼코겐 전구체를 공급한다. 여기서, 전이금속 원소는 예를 들면, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Tc, Re, Co, Rh, Ir, Ni. Pd, Pt, Zn 및 Sn으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 전이금속 전구체는 예를 들면, 전이금속 할라이드(halide)를 포함할 수 있다. 그리고, 칼코겐 원소는 예를 들면, S, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있지만 이에 한정되지는 않는다.
그리고, 공정 챔버의 내부 온도를 대략 500℃ 이하, 예를 들면, 300℃ ~ 500℃의 온도로 유지하게 되면 기판의 표면에서는 전이금속 전구체와 칼코겐 전구체가 반응하여 전이금속 칼코겐 화합물을 합성한다.
기판의 표면에는 전술한 바와 같이 금속 유기물을 이용한 표면 처리 공정에 의해 금속이 형성되어 있으므로, 기판의 표면에 형성된 금속에 의해 전이금속 전구체 및 상기 칼코겐 전구체가 기판의 표면에 효과적으로 흡착될 수 있으며, 이에 따라 전이금속 칼코겐 화합물이 용이하게 합성될 수 있다. 이에 따라, 기판의 표면에는 원하는 두께의 전이금속 칼코겐 화합물 박막이 증착될 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예에 따르면 CVD 공정을 이용하여 대략 500℃ 이하의 온도에서 금속 유기물을 이용하여 기판의 표면을 처리한 다음, 기판의 표면에 전이금속 칼코겐 화합물을 합성함으로써 비교적 저온에서 기판의 표면에 고품질의 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 효과적으로 형성할 수 있다.
이상에서는 CVD 공정으로 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하기 전에 금속 유기물을 이용한 기판의 표면 처리가 수행되는 경우가 설명되었다. 그러나, 이에 한정되지 않고 CVD 공정으로 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 중간에 금속 유기물을 이용한 기판의 표면 처리가 수행되는 것도 가능하다.
이상의 예시적인 실시예에 의하면, 대략 500℃ 이하의 비교적 저온에서 금속 유기물을 이용하여 기판의 표면을 처리함으로써 하나의 증착 공정(예를 들면, ALD 공정 또는 CVD 공정 등)을 통해 기판의 표면에 고품질의 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 효과적으로 형성할 수 있다.
이상에서 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 가능하다.

Claims (20)

  1. 기판에 전이금속 칼코겐 화합물(transition metal dichalcogenide) 박막을 형성하는 방법에 있어서,
    상기 기판을 금속 유기물로 처리하는 단계; 및
    상기 기판 주위에 전이금속 원소를 포함하는 전이금속 전구체 및 칼코겐 원소를 포함하는 칼코겐 전구체를 제공하여 상기 기판에 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 단계;를 포함하는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 유기물은 상기 기판에 상기 전이금속 전구체 및 상기 칼코겐 전구체의 흡착을 유도하는 금속을 포함하는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 유기물은 Al, Ti 및 Ni로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 금속 유기물은 Trimethylaluminum, tris(demethylamido)aluminum, triisbutylaluminum, titanium isopropoxide, tetrakis(dimethylamido)titanium, Bis(cyclopentadinenyl)nickell, 및 Bis(ethylcyclopentadienyl)nickel로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전이금속 칼코겐 화합물은 하기의 <화학식 1>로 표시되는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
    M1- aMa'X2(1-b)X2b'?????? <화학식 1>
    (여기서, M 및 M'는 서로 다른 전이금속 원소이고, X 및 X'는 서로 다른 칼코겐 원소이며, 0≤a<1 및 0≤b<1 이다.)
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전이금속 원소는 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Tc, Re, Co, Rh, Ir, Ni. Pd, Pt, Zn 및 Sn으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 칼코겐 원소는 S, Se 및 Te로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전이금속 전구체는 전이금속 할라이드(halide)를 포함하는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전이금속 할라이드는 MoF3, MoF6, MoF4, Mo4F20, MoCl2, MoCl3, MoCl6, MoCl4, MoCl5, MoBr3, MoBr4, MoI2, MoI3, MoI4, WF6, WF4, [WF5]4, WCl2, WCl6, WCl4, [WCl5]2, [W6Cl12]Cl6, WBr3, WBr6, WBr4, WBr5, W6Br14, WI2, WI3, WI4, VF2, VF3, VF4, VF5, VCl2, VCl3, VCl4, VBr2, VBr3, VBr4, VI2, VI3, VI4, NbCl3, NbCl4, NbCl5, NbBr4, NbBr5, NbI3, NbI4, NbI5, TaF3, [TaF5]4, TaCl3, TaCl4, TaCl5, TaBr3, TaBr4, TaBr5, TaI4, TaI5, TiF2, TiF3, TiF4, TiCl4, TiCl3, TiCl2, TiBr3, TiBr4, HfCl4, HfBr2, HfBr4, HfI3, HfI4, ZrF4, ZrCl2, ZrCl3, ZrCl4, ZrBr3, ZrBr4, ZrI2, ZrI3, ZrI4, TcF6, TcF5, TcCl4, TcCl6, TcBr4, ReF6, ReF4, ReF5, ReF7, Re3Cl9, ReCl5, ReCl4, ReCl6, ReBr3, ReBr4, ReBr5, ReI3, ReI4, CoF2, CoF3, CoF4, CoCl2, CoCl3, CoBr2, CoI2, RhF3, RhF6, RhF4, [RhF5]4, RhCl3, RhBr3, RhI3, IrF3, IrF6, IrF4, [IrF5]4, IrCl2, IrCl3, IrCl4, IrBr2, IrBr3, IrBr4, IrI2, IrI3, IrI4, NiF2, NiCl2, NiBr2, NiI2, PdF2, PdF4, PdCl2, PdBr2, PdI2, PtF6, PtF4, [PtF5]4, PtCl2, PtCl3, PtCl4, Pt6Cl12, PtBr2, PtBr3, PtBr4, PtI2, PtI3, PtI4, GaF3, GaCl2, GaCl3, GaBr3, GaI3, SnF2, SnF4, SnCl2, SnCl4, SnBr2, SnBr4, SnI2, 및 SnI4 으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 칼코겐 전구체는 황(sulfur), 황화수소(H2S), 디에틸설파이드(diethyl sulfide), 디메틸디설파이드(dimethyl disulfide), 에틸메틸설파이드(Ethyl methyl sulfide), (Et3Si)2S, 셀레늄 기체(selenium vapor), 셀레늄화수소(H2Se), 디에틸셀레나이드(diethyl selenide), 디메틸디셀레나이드(dimethyl diselenide), 에틸메틸셀레나이드(ethyl methyl selenide), (Et3Si)2Se, 텔레늄 기체 (Telenium vapor), 텔레늄화수소(H2Te), 디메틸텔루라이드(dimethyl telluride), 디에틸텔루라이드(diethyl telluride), 에틸메틸텔루라이드(Ethyl methyl telluride) 및 (Et3Si)2Te 로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 규소, 산화규소, 산화알루미늄, 산화 마그네슘, 탄화규소, 질화규소, 유리, 석영, 사파이어, 그래파이트, 그래핀, 폴리이미드 공중합체, 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 플루오르폴리머 (FEP), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판을 상기 금속 유기물로 처리하는 단계는,
    상기 기판 주위에 상기 금속 유기물을 제공하는 단계; 및
    상기 기판 주위를 열처리하여 상기 금속 유기물을 분해시키는 단계;를 포함하는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 금속 유기물의 분해에 따라 생성된 금속은 상기 기판에 형성되는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 열처리는 300℃ ~ 500℃에서 수행되는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 전이금속 칼코겐 화합물 박막은 원자층 증착(ALD; Atomic Layer Deposition) 공정 또는 화학기상증착(CVD; Chemical Vapor Deposition) 공정에 의해 형성되는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판을 상기 금속 유기물로 처리하는 단계는 상기 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하기 전에 수행되거나 또는 상기 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 중에 수행되는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 전이금속 전구체 및 상기 칼코겐 전구체는 상기 기판에 동시에 또는 교대로 제공되는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  17. 기판에 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 형성하는 방법에 있어서,
    상기 기판을 금속 유기물로 처리하는 단계; 및
    원자층 증착(ALD) 공정을 이용하여 상기 기판에 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 단계;를 포함하는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성은 300℃ ~ 500℃에서 수행되는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  19. 기판에 전이금속 칼코겐 화합물 박막을 형성하는 방법에 있어서,
    상기 기판을 금속 유기물로 처리하는 단계; 및
    화학기상증착(CVD) 공정을 이용하여 상기 기판에 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 단계;를 포함하는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성은 300℃ ~ 500℃에서 수행되는 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성 방법.
KR1020190085821A 2019-07-16 2019-07-16 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성방법 KR20210009160A (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190085821A KR20210009160A (ko) 2019-07-16 2019-07-16 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성방법
EP20183928.9A EP3767005A1 (en) 2019-07-16 2020-07-03 Method of forming transition metal dichalcogenide thin film
US16/928,560 US11476117B2 (en) 2019-07-16 2020-07-14 Method of forming transition metal dichalcogenide thin film
CN202010679035.8A CN112239860A (zh) 2019-07-16 2020-07-15 在衬底上形成过渡金属二硫族化物薄膜的方法
US17/949,418 US11881399B2 (en) 2019-07-16 2022-09-21 Method of forming transition metal dichalcogenide thin film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190085821A KR20210009160A (ko) 2019-07-16 2019-07-16 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210009160A true KR20210009160A (ko) 2021-01-26

Family

ID=71465191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190085821A KR20210009160A (ko) 2019-07-16 2019-07-16 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성방법

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11476117B2 (ko)
EP (1) EP3767005A1 (ko)
KR (1) KR20210009160A (ko)
CN (1) CN112239860A (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7159254B2 (ja) * 2020-09-18 2022-10-24 株式会社Kokusai Electric 基板処理方法、半導体装置の製造方法、プログラム及び基板処理装置
KR20220115782A (ko) * 2021-02-11 2022-08-18 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 전이금속 함유 재료의 증착
US12110584B2 (en) 2021-06-28 2024-10-08 Applied Materials, Inc. Low temperature growth of transition metal chalcogenides
US20230207314A1 (en) * 2021-12-27 2023-06-29 Applied Materials, Inc. Conformal metal dichalcogenides

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0227081D0 (en) * 2002-11-20 2002-12-24 Exxonmobil Res & Eng Co Methods for preparing catalysts
US7390360B2 (en) * 2004-10-05 2008-06-24 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Organometallic compounds
US20080237860A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Tokyo Electron Limited Interconnect structures containing a ruthenium barrier film and method of forming
WO2015091781A2 (en) 2013-12-18 2015-06-25 Imec Vzw Method of producing transition metal dichalcogenide layer
KR101523172B1 (ko) * 2014-01-13 2015-05-26 포항공과대학교 산학협력단 금속-칼코게나이드 박막의 제조방법 및 그에 의해 제조되는 금속-칼코게나이드 박막
FR3016889B1 (fr) * 2014-01-24 2016-01-22 Commissariat Energie Atomique Procede de reaslisation par ald d'une couche mince de formule myx
KR102325523B1 (ko) 2015-01-29 2021-11-12 엘지전자 주식회사 금속 칼코게나이드 소자 및 그 제조 방법
KR102344660B1 (ko) * 2015-05-27 2021-12-29 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 몰리브덴 또는 텅스텐 함유 박막의 ald용 전구체의 합성 및 사용
KR101655757B1 (ko) 2015-07-17 2016-09-08 한국화학연구원 이황화몰리브덴 박막의 제조방법
US10309011B2 (en) * 2015-07-29 2019-06-04 Korea Research Institute Of Standards And Science Method for manufacturing two-dimensional transition metal dichalcogemide thin film
US20170073812A1 (en) * 2015-09-15 2017-03-16 Ultratech, Inc. Laser-assisted atomic layer deposition of 2D metal chalcogenide films
KR20170107323A (ko) * 2016-03-15 2017-09-25 연세대학교 산학협력단 전이금속 칼코겐 화합물 합금 및 그의 제조방법
EP3255656B1 (en) 2016-06-07 2020-08-26 IMEC vzw A method for forming a vertical hetero-stack and a device including a vertical hetero-stack
KR20190074627A (ko) * 2017-12-20 2019-06-28 성균관대학교산학협력단 전이금속 칼코겐 화합물용 화학기상증착 장치
KR101999488B1 (ko) 2018-10-16 2019-07-11 광운대학교 산학협력단 그래핀 표면의 잔여물 제거 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP3767005A1 (en) 2021-01-20
US20210020438A1 (en) 2021-01-21
US11476117B2 (en) 2022-10-18
US20230024913A1 (en) 2023-01-26
CN112239860A (zh) 2021-01-19
US11881399B2 (en) 2024-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11881399B2 (en) Method of forming transition metal dichalcogenide thin film
US9644263B2 (en) Method for synthesis of transition metal chalcogenide
US20210066080A1 (en) Methods and apparatus for depositing a chalcogenide film and structures including the film
KR102325522B1 (ko) 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법
US10886123B2 (en) Methods for forming low temperature semiconductor layers and related semiconductor device structures
US9963343B2 (en) Transition metal dichalcogenide alloy and method of manufacturing the same
US11393681B2 (en) Methods to deposit and etch controlled thin layers of transition metal dichalcogenides
US10316406B2 (en) Methods of forming an ALD-inhibiting layer using a self-assembled monolayer
US20170073809A1 (en) Method for manufacturing metal chalcogenide thin film and thin film manufactured thereby
US20120219824A1 (en) Atomic layer deposition of super-conducting niobium silicide
KR20140112440A (ko) 평활한 금속 질화물 막들의 퇴적
US20190382893A1 (en) Methods to deposit controlled thin layers of transition metal dichalcogenides
US20220285211A1 (en) Methods and systems for filling a gap
CN113957410B (zh) 用于沉积钼层的方法和系统
US20230313365A1 (en) Metal chalcogenide film and method and device for manufacturing the same
US20230250534A1 (en) Atomic layer deposition and etching of transition metal dichalcogenide thin films
KR101623791B1 (ko) 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법 및 그 박막
KR101821884B1 (ko) 금속/칼코겐 화합물을 포함하는 박막의 제조 방법
JP2022020585A (ja) 遷移金属層を備える構造を形成するための方法およびシステム
Kim et al. Atomic layer deposition for rutile structure TiO2 thin films using a SnO2 seed layer and low temperature heat treatment
KR20220126076A (ko) 전이금속 칼코겐 화합물의 제조 방법
WO2016146881A1 (en) Heat conductive ald-coating in an electrical device
US20220293463A1 (en) Methods and systems for filling a gap
US20240279800A1 (en) Method and system for depositing transition metal carbide
KR20230046992A (ko) 갭을 충진하기 위한 방법 및 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal