Chemische Gasphasenabscheidung von 2D Übergangsmetall Dichalkogeniden für mikroelektronische Anwendungen

Abstract:
Anders als Graphen sind die zweidimensionalen Übergangsmetall Dichalkogenide Molybdän- und Wolframsulfid halbleitend und daher vielversprechend als aktives Material für zukünftige mikroelektronische Anwendungen wie Dünnfilmtransistoren, Sensoren, Solarzellen und Fotodetektoren. Die strukturellen Vorteile gegenüber anderen Materialien sind hohe mechanische Flexibilität und Beständigkeit gegenüber äußeren Einflüssen. Weiterhin sind eine Bandlücke, abhängig von der Schichtdicke und unterschiedliche elektronische Eigenschaften, abhängig von der kristallinen Phase, nur einige Beispiele für die Variabilität dieser Materialien. So konnten diese schon in der Katalyse und in elektronischen Bauteilen eingesetzt werden, wobei außerordentliche Leistungen gemessen wurden. Eine der größten Herausforderungen für den industriellen Einsatz ist die großflächige Herstellung der 2D Materialien. Da möglichst dünne und kristalline Schichten die besten elektronischen Eigenschaften aufweisen dominierten bisher Methoden wie das mechanische Exfolieren für die Herstellung dieser Materialien. Da damit allerdings keine großflächigen, uniformen Schichten hergestellt werden können, rückten Methoden der chemischen Gasphasenabscheidung immer weiter in den Fokus. Hier berichten wir einen erfolgreichen CVD Prozess mit eigens entwickelten Präkursoren. Ein homogenes und großflächiges Wachstum der gewünschten 2H-Phase konnte bestätigt werden und die Eignung als Kanalmaterial in Transistorstrukturen wurde getestet.