KR102626060B1 - Method of manufacturing molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material, molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material manufactured by the method and transistor comprising the material - Google Patents

Method of manufacturing molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material, molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material manufactured by the method and transistor comprising the material Download PDF

Info

Publication number
KR102626060B1
KR102626060B1 KR1020210107875A KR20210107875A KR102626060B1 KR 102626060 B1 KR102626060 B1 KR 102626060B1 KR 1020210107875 A KR1020210107875 A KR 1020210107875A KR 20210107875 A KR20210107875 A KR 20210107875A KR 102626060 B1 KR102626060 B1 KR 102626060B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mote
mixed
molybdenum
thin film
tellurium
Prior art date
Application number
KR1020210107875A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20230026010A (en
Inventor
유영동
김현경
Original Assignee
아주대학교산학협력단
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 아주대학교산학협력단 filed Critical 아주대학교산학협력단
Priority to KR1020210107875A priority Critical patent/KR102626060B1/en
Publication of KR20230026010A publication Critical patent/KR20230026010A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102626060B1 publication Critical patent/KR102626060B1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/16—Controlling or regulating
    • 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
    • C23C16/44—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
    • C23C16/448—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 generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4481—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 generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/16—Controlling or regulating
    • C30B25/165—Controlling or regulating the flow of the reactive gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/52—Alloys
    • 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
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/24—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only semiconductor materials not provided for in groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/417—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/41725—Source or drain electrodes for field effect devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors

Abstract

MoTe2-Mo6Te6 혼합 차원 이종구조 물질의 제조 방법이 개시된다. MoTe2-Mo6Te6 혼합 차원 이종구조 물질의 제조 방법은 화학기상증착(CVD) 챔버 내에 기판, 몰리브덴(Mo) 전구체 및 텔루륨(Te) 전구체를 배치하는 제1 단계; 운송가스를 이용하여 몰리브덴 원자에 대한 텔루륨 원자의 비율이 제1 비율이 되도록 몰리브덴 전구체 증기 및 텔루륨 전구체 증기를 상기 기판 상에 도입하여 선형 Mo6Te6 네트워크를 형성하는 제2 단계; 및 상기 운송가스를 이용하여 상기 몰리브덴 원자에 대한 상기 텔루륨 원자의 비율이 상기 제1 비율보다 큰 제2 비율이 되도록 상기 몰리브덴 전구체 증기 및 상기 텔루륨 전구체 증기를 상기 기판 상에 도입하여 상기 선형 Mo6Te6 네트워크의 일부로부터 MoTe2 박막을 성장시키는 제3 단계를 포함한다.A method for manufacturing a MoTe 2 -Mo 6 Te 6 mixed-dimensional heterostructure material is disclosed. The method for manufacturing the MoTe 2 -Mo 6 Te 6 mixed-dimensional heterostructure material includes a first step of placing a substrate, a molybdenum (Mo) precursor, and a tellurium (Te) precursor in a chemical vapor deposition (CVD) chamber; A second step of introducing molybdenum precursor vapor and tellurium precursor vapor onto the substrate using a transport gas so that the ratio of tellurium atoms to molybdenum atoms is a first ratio to form a linear Mo 6 Te 6 network; And using the transport gas to introduce the molybdenum precursor vapor and the tellurium precursor vapor onto the substrate so that the ratio of the tellurium atoms to the molybdenum atoms is a second ratio greater than the first ratio to form the linear Mo. and a third step of growing a MoTe 2 thin film from part of the 6 Te 6 network.

Description

화학기상증착을 통한 몰리브덴-텔루륨 혼합 차원 이종구조 물질의 제조 방법, 이에 의해 제조된 몰리브덴-텔루륨 혼합 차원 이종구조 물질 및 이를 포함하는 트랜지스터{METHOD OF MANUFACTURING MOLYBDENUM-TELLURIUM MIXED DIMENSIONAL HETEROSTRUCTURE MATERIAL, MOLYBDENUM-TELLURIUM MIXED DIMENSIONAL HETEROSTRUCTURE MATERIAL MANUFACTURED BY THE METHOD AND TRANSISTOR COMPRISING THE MATERIAL}Method for manufacturing molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material through chemical vapor deposition, molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material manufactured thereby, and transistor including the same {METHOD OF MANUFACTURING MOLYBDENUM-TELLURIUM MIXED DIMENSIONAL HETEROSTRUCTURE MATERIAL, MOLYBDENUM- TELLURIUM MIXED DIMENSIONAL HETEROSTRUCTURE MATERIAL MANUFACTURED BY THE METHOD AND TRANSISTOR COMPRISING THE MATERIAL}

본 발명은 2차원 물질과 1차원 물질의 이종 접합을 포함하는 혼합 차원 이종구조 물질을 제조하는 방법, 이에 의해 제조된 혼합 차원 이종구조 물질 및 이를 포함하는 트랜지스터에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a mixed-dimensional heterostructure material including heterojunction of a two-dimensional material and a one-dimensional material, a mixed-dimensional heterostructure material produced thereby, and a transistor including the same.

혼합 차원 이종구조 물질은 하이브리드 구조에서 유래한 새로운 물리화학적 특성 때문에 많은 관심을 끌고 있다. 이런 혼합 차원 이종구조 물질의 제조 공정에서의 오염을 줄이고 대규모 공정으로 발전시킬 수 있는 직접 합성법(direct synthesis)이 연구되었으나, 수직으로 접합된(vertical) 이종구조 물질의 직접 합성법이 개발된 것과 달리, 여전히 평면으로 접합된(in-plane) 혼합 차원 이종구조 물질의 직접 합성법은 해결 과제로 남아있었다.Mixed-dimensional heterostructure materials are attracting much attention due to the new physicochemical properties derived from the hybrid structure. Direct synthesis methods have been studied to reduce contamination in the manufacturing process of such mixed-dimensional heterostructure materials and develop them into large-scale processes. However, unlike the direct synthesis method for vertically bonded heterostructure materials that has been developed, Direct synthesis of in-plane mixed-dimensional heterostructure materials still remains a challenge.

2차원 반도체와 금속의 접촉부에서 발생하는 저항은 2차원 전자 기기의 성능을 제한한다. 이를 해결하기 위해, 가장자리를 통해 접합한(edge-contacted) 2차원 반도체 소자가 이용되어 왔으며, MoTe2와 같은 몰리브덴-텔루륨 화합물이 그 모델로 연구되어 왔다. Resistance occurring at the contact point between a 2D semiconductor and a metal limits the performance of 2D electronic devices. To solve this problem, edge-contacted two-dimensional semiconductor devices have been used, and molybdenum-tellurium compounds such as MoTe 2 have been studied as models.

또한, 최근 2차원 MoTe2를 초고진공 어닐링(annealing)을 통해 1차원 Mo6Te6가 생성되었다. 이런 1차원 Mo6Te6는 1차원 전이 금속 칼코게나이드(Transition metal chalcogenide; TMC)로서, 금 전극과 이상적인 저항 접촉을 형성하며 기계적으로도 뛰어난 안정성을 가지고 있다. 이런 1차원 TMC는 차세대 나노디바이스에 나노스케일 인터커넥터로 적용될 수 있다. 따라서, 고성능 2차원 전자소자를 위해 2차원 MoTe2에 1차원 Mo6Te6가 가장자리를 통해 접합한 소자 및 그 제조 방법의 개발이 강하게 요구된다.Additionally, one-dimensional Mo 6 Te 6 was recently created through ultra-high vacuum annealing of two-dimensional MoTe 2 . This one-dimensional Mo 6 Te 6 is a one-dimensional transition metal chalcogenide (TMC), which forms an ideal ohmic contact with the gold electrode and has excellent mechanical stability. This one-dimensional TMC can be applied as a nanoscale interconnector in next-generation nanodevices. Therefore, for high-performance two-dimensional electronic devices, there is a strong demand for the development of a device and a manufacturing method in which one-dimensional Mo 6 Te 6 is bonded to two-dimensional MoTe 2 through an edge.

본 발명의 일 목적은 평면으로 접합된 MoTe2-Mo6Te6 혼합 차원 이종구조 물질을 직접 합성하는 제조방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a manufacturing method for directly synthesizing planarly bonded MoTe 2 -Mo 6 Te 6 mixed-dimensional heterostructure materials.

본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법에 의해 제조된 MoTe2-Mo6Te6 혼합 차원 이종구조 물질을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a MoTe 2 -Mo 6 Te 6 mixed-dimensional heterostructure material prepared by the above manufacturing method.

본 발명의 다른 목적은 상기 이종구조 물질을 포함하는 트랜지스터를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a transistor including the heterostructure material.

본 발명의 실시예에 따른 MoTe2-Mo6Te6 혼합 차원 이종구조 물질의 제조방법은 화학기상증착(CVD) 챔버 내에 기판, 몰리브덴(Mo) 전구체 및 텔루륨(Te) 전구체를 배치하는 제1 단계; 운송가스를 이용하여 몰리브덴 원자에 대한 텔루륨 원자의 비율이 제1 비율이 되도록 몰리브덴 전구체 증기 및 텔루륨 전구체 증기를 상기 기판 상에 도입하여 선형 Mo6Te6 네트워크를 형성하는 제2 단계; 및 상기 운송가스를 이용하여 상기 몰리브덴 원자에 대한 상기 텔루륨 원자의 비율이 상기 제1 비율보다 큰 제2 비율이 되도록 상기 몰리브덴 전구체 증기 및 상기 텔루륨 전구체 증기를 상기 기판 상에 도입하여 상기 선형 Mo6Te6 네트워크의 일부로부터 MoTe2 박막을 성장시키는 제3 단계;를 포함할 수 있다.The method for manufacturing a MoTe 2 -Mo 6 Te 6 mixed-dimensional heterostructure material according to an embodiment of the present invention includes a first step of placing a substrate, a molybdenum (Mo) precursor, and a tellurium (Te) precursor in a chemical vapor deposition (CVD) chamber. step; A second step of introducing molybdenum precursor vapor and tellurium precursor vapor onto the substrate using a transport gas so that the ratio of tellurium atoms to molybdenum atoms is a first ratio to form a linear Mo 6 Te 6 network; And using the transport gas to introduce the molybdenum precursor vapor and the tellurium precursor vapor onto the substrate so that the ratio of the tellurium atoms to the molybdenum atoms is a second ratio greater than the first ratio to form the linear Mo. 6 A third step of growing a MoTe 2 thin film from a portion of the Te 6 network may be included.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 비율은 0.5 내지 1.5일 수 있고, 상기 제2 비율은 2 내지 3일 수 있다.In one embodiment, the first ratio may be 0.5 to 1.5, and the second ratio may be 2 to 3.

일 실시예에 있어서, 상기 챔버는 상기 텔루륨 전구체가 위치하는 제1 히팅존 및 상기 몰리브덴 전구체가 위치하고 상기 제1 히팅존과 독립적으로 온도가 제어될 수 있는 제2 히팅존을 포함할 수 있고, 상기 제1 히팅존과 상기 제2 히팅존의 온도를 제1 온도 조절 장치 및 제2 온도 조절 장치를 이용하여 각각 독립적으로 제어함으로써 상기 제1 및 제2 비율이 조절될 수 있다.In one embodiment, the chamber may include a first heating zone in which the tellurium precursor is located and a second heating zone in which the molybdenum precursor is located and the temperature of which can be controlled independently of the first heating zone, The first and second ratios can be adjusted by independently controlling the temperatures of the first heating zone and the second heating zone using a first temperature control device and a second temperature control device, respectively.

일 실시예에 있어서, 상기 텔루륨 전구체는 텔루륨 금속을 포함할 수 있고, 상기 몰리브덴 전구체는 삼산화몰리브덴을 포함할 수 있다.In one embodiment, the tellurium precursor may include tellurium metal, and the molybdenum precursor may include molybdenum trioxide.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 히팅존 내에서 상기 기판의 양측에 인접하게 배치된 제1 결정 성장 유도체 및 제2 결정 성장 유도체가 추가로 배치될 수 있고, 상기 제1 및 제2 결정 성장 유도체 각각은 지지체 및 상기 지지체 상에 도포된 삼산화몰리브덴을 포함할 수 있다.In one embodiment, a first crystal growth derivative and a second crystal growth derivative disposed adjacent to both sides of the substrate in the second heating zone may be additionally disposed, and the first and second crystal growth derivatives Each may include a support and molybdenum trioxide applied on the support.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 단계 동안 상기 제1 히팅존은 45 내지 55℃의 온도로 가열될 수 있고, 상기 제3 단계 동안 상기 제1 히팅존은 460 내지 470℃의 온도로 가열될 수 있으며, 상기 제2 및 제3 단계 동안 상기 제2 히팅존은 670 내지 690℃의 온도로 가열될 수 있다.In one embodiment, during the second step, the first heating zone may be heated to a temperature of 45 to 55 ° C., and during the third step, the first heating zone may be heated to a temperature of 460 to 470 ° C. And, during the second and third steps, the second heating zone may be heated to a temperature of 670 to 690°C.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 단계 동안 상기 제1 히팅존이 45 내지 55℃의 온도로 가열되는 시간은 3 내지 10분일 수 있고, 상기 제3 단계 동안 상기 제1 히팅존이 460 내지 470℃의 온도로 가열되는 시간은 30 내지 90분일 수 있고, 상기 제2 및 제3 단계 동안 상기 제2 히팅존이 670 내지 690℃의 온도로 가열되는 시간은 40 내지 90분일 수 있다.In one embodiment, the time during which the first heating zone is heated to a temperature of 45 to 55°C during the second step may be 3 to 10 minutes, and during the third step, the first heating zone is heated to a temperature of 460 to 470°C. The time for heating to a temperature may be 30 to 90 minutes, and the time for the second heating zone to be heated to a temperature of 670 to 690° C. during the second and third steps may be 40 to 90 minutes.

본 발명의 실시예에 따른 MoTe2-Mo6Te6 혼합 차원 이종구조 물질은 반도체 특성을 갖는 MoTe2 박막 및 상기 MoTe2 박막의 측면에 접합될 수 있고, 전도성 특성을 갖는 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물을 포함할 수 있다.The MoTe 2 -Mo 6 Te 6 mixed-dimensional heterostructure material according to an embodiment of the present invention can be bonded to a MoTe 2 thin film with semiconductor properties and a side of the MoTe 2 thin film, and forms a Mo 6 Te 6 linear network with conductive properties. May include structures.

일 실시예에 있어서, 상기 MoTe2 박막은 MoTe2층이 1 내지 10 분자층으로 적층될 수 있다.In one embodiment, the MoTe 2 thin film may have 1 to 10 molecular layers of MoTe 2 stacked.

일 실시예에 있어서, 상기 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물을 구성하는 Mo6Te6 와이어의 직경은 3 내지 8 nm일 수 있다.In one embodiment, the diameter of the Mo 6 Te 6 wire constituting the Mo 6 Te 6 linear network structure may be 3 to 8 nm.

일 실시예에 있어서, 상기 MoTe2 박막의 두께와 상기 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물의 두께의 차이는 0.7 내지 1.5 nm일 수 있다.In one embodiment, the difference between the thickness of the MoTe 2 thin film and the thickness of the Mo 6 Te 6 linear network structure may be 0.7 to 1.5 nm.

일 실시예에 있어서, 상기 MoTe2 박막을 둘러싸도록 상기 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물이 형성될 수 있다.In one embodiment, the Mo 6 Te 6 linear network structure may be formed to surround the MoTe 2 thin film.

일 실시예에 있어서, 상기 MoTe2 박막은 MoTe2 원형 박막일 수 있다.In one embodiment, the MoTe 2 thin film may be a circular MoTe 2 thin film.

일 실시예에 있어서, 상기 MoTe2 원형 박막의 지름은 2 내지 16 μm일 수 있다.In one embodiment, the diameter of the MoTe 2 circular thin film may be 2 to 16 μm.

본 발명의 실시예에 따른 MoTe2-Mo6Te6 혼합 차원 이종구조 물질을 포함하는 트랜지스터는, 반도체 특성을 갖는 MoTe2 박막; 상기 MoTe2 박막의 일측면에 접합된 전도성 특성을 갖는 제1 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물; 상기 제1 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물과 이격되어 상기 MoTe2 박막의 타측면에 형성된 전도성 특성을 갖는 제2 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물; 상기 제1 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물에 연결된 소스 전극; 상기 제2 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물에 연결된 드레인 전극; 및 상기 MoTe2 박막의 전도도를 조절하는 게이트 전극;을 포함할 수 있다.A transistor containing a MoTe 2 -Mo 6 Te 6 mixed-dimensional heterostructure material according to an embodiment of the present invention includes a MoTe 2 thin film having semiconductor properties; A first Mo 6 Te 6 linear network structure having conductive properties bonded to one side of the MoTe 2 thin film; A second Mo 6 Te 6 linear network structure having conductive properties formed on the other side of the MoTe 2 thin film and spaced apart from the first Mo 6 Te 6 linear network structure; A source electrode connected to the first Mo 6 Te 6 linear network structure; A drain electrode connected to the second Mo 6 Te 6 linear network structure; And it may include a gate electrode that adjusts the conductivity of the MoTe 2 thin film.

본 발명의 실시예에 따른 유량 조절 화학기상증착을 통한 MoTe2-Mo6Te6 혼합 차원 이종구조 물질의 제조 방법, 이에 의해 제조된 MoTe2-Mo6Te6 혼합 차원 이종구조 물질 및 이를 포함하는 트랜지스터에 따르면, 화학기상증착 챔버 내에 기판, 몰리브덴 전구체 및 텔루륨 전구체를 배치한 후 운송가스를 이용하여 몰리브덴 원자에 대한 텔루륨 원자의 비율이 제1 비율이 되도록 몰리브덴 전구체 증기 및 텔루륨 전구체 증기를 상기 기판 상에 도입하고, 상기 운송가스를 이용하여 상기 몰리브덴 원자에 대한 상기 텔루륨 원자의 비율이 상기 제1 비율보다 큰 제2 비율이 되도록 상기 몰리브덴 전구체 증기 및 상기 텔루륨 전구체 증기를 상기 기판 상에 도입하여 상기 선형 Mo6Te6 네트워크의 일부로부터 MoTe2 박막을 성장시킬 수 있다.Method for producing MoTe 2 -Mo 6 Te 6 mixed-dimensional heterostructure material through flow rate controlled chemical vapor deposition according to an embodiment of the present invention, MoTe 2 -Mo 6 Te 6 mixed-dimensional heterostructure material produced thereby, and comprising the same According to the transistor, after placing a substrate, a molybdenum precursor, and a tellurium precursor in a chemical vapor deposition chamber, the molybdenum precursor vapor and the tellurium precursor vapor are mixed using a transport gas so that the ratio of tellurium atoms to molybdenum atoms is at a first ratio. Introducing the molybdenum precursor vapor and the tellurium precursor vapor onto the substrate using the transport gas so that the ratio of the tellurium atoms to the molybdenum atoms becomes a second ratio greater than the first ratio. By introducing , a MoTe 2 thin film can be grown from a portion of the linear Mo 6 Te 6 network.

따라서, 박막형 MoTe2와 선형 Mo6Te6가 평면에서 접합하는 이종구조 물질을 직접 합성할 수 있으므로, 공정 과정에서 소자의 오염을 줄일 수 있고 대규모 공정으로 확장시킬 수 있다. 또한, 가장자리를 통해 접합한(edge-contacted) 2차원 반도체 소자를 제공하여, 2차원 반도체와 금속의 접촉부에서 발생하는 저항을 감소시키므로, 2차원 전자 기기의 성능을 향상시킬 수 있다.Therefore, since it is possible to directly synthesize a heterostructure material in which thin-film MoTe 2 and linear Mo 6 Te 6 are joined in a plane, contamination of the device can be reduced during the process and the process can be expanded to a large scale. In addition, by providing edge-contacted two-dimensional semiconductor devices, the resistance occurring at the contact area between the two-dimensional semiconductor and the metal is reduced, thereby improving the performance of two-dimensional electronic devices.

도 1a는, 몰리브덴과 텔루륨의 화합물을 합성하기 위해 텔루륨과 몰리브덴의 원자비를 조절하는 화학기상증착법의 흐름도를 나타낸다.
도 1b는, 몰리브덴과 텔루륨의 화합물을 합성하기 위해 텔루륨과 몰리브덴의 원자비를 조절하는 화학기상증착법의 개략도를 나타낸다.
도 2는, 텔루륨 유량에 따라 형성된 각 물질들의 광학, SEM 이미지, 라만 스펙트럼, 라만 맵, AFM 높이 이미지 및 라인 프로파일 등을 나타낸다.
도 3은, 1D Mo6Te6, 소수층 2H MoTe2, 1D-2D Mo6Te6-MoTe2 이종구조 등의 평면 및 단면 STEM 이미지를 나타낸다.
도 4는, 온도에 따라 합성된 물질들의 SEM 이미지 및 라만 스펙트럼을 나타낸다.
도 5는, 온도에 따라 합성된 물질들의 라만맵을 나타낸다.
도 6은, 온도 및 시간에 따라 합성된 물질들의 광학 이미지 및 라만 스펙트럼을 나타낸다.Figure 1a shows a flow chart of a chemical vapor deposition method for controlling the atomic ratio of tellurium and molybdenum to synthesize a compound of molybdenum and tellurium.
Figure 1b shows a schematic diagram of a chemical vapor deposition method for controlling the atomic ratio of tellurium and molybdenum to synthesize a compound of molybdenum and tellurium.
Figure 2 shows the optical, SEM image, Raman spectrum, Raman map, AFM height image, and line profile of each material formed according to the tellurium flow rate.
Figure 3 shows planar and cross-sectional STEM images of 1D Mo 6 Te 6 , few-layer 2H MoTe 2 , and 1D-2D Mo 6 Te 6 -MoTe 2 heterostructure.
Figure 4 shows SEM images and Raman spectra of materials synthesized according to temperature.
Figure 5 shows Raman maps of materials synthesized according to temperature.
Figure 6 shows optical images and Raman spectra of materials synthesized according to temperature and time.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Since the present invention can be subject to various changes and can have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. In the attached drawings, the dimensions of the structures are enlarged from the actual size for clarity of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, or a combination thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features or numbers. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of steps, operations, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.

도 1a 및 도 1b는, 본 발명의 실시예에 따른 MoTe2-Mo6Te6 혼합 차원 이종구조 물질의 제조방법을 설명하기 위한 순서도 및 공정도를 나타낸다. 1A and 1B show a flowchart and process chart for explaining a method of manufacturing a MoTe 2 -Mo 6 Te 6 mixed-dimensional heterostructure material according to an embodiment of the present invention.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 MoTe2-Mo6Te6 혼합 차원 이종구조 물질의 제조방법은 화학기상증착(CVD) 챔버 내에 기판, 몰리브덴(Mo) 전구체 및 텔루륨(Te) 전구체를 배치하는 제1 단계(S110); 운송가스를 이용하여 몰리브덴 원자에 대한 텔루륨 원자의 비율이 제1 비율이 되도록 몰리브덴 전구체 증기 및 텔루륨 전구체 증기를 상기 기판 상에 도입하여 선형 Mo6Te6 네트워크를 형성하는 제2 단계(S120); 및 상기 운송가스를 이용하여 상기 몰리브덴 원자에 대한 상기 텔루륨 원자의 비율이 상기 제1 비율보다 큰 제2 비율이 되도록 상기 몰리브덴 전구체 증기 및 상기 텔루륨 전구체 증기를 상기 기판 상에 도입하여 상기 선형 Mo6Te6 네트워크의 일부로부터 MoTe2 박막을 성장시키는 제3 단계(S130);를 포함한다.Referring to FIGS. 1A and 1B, the method for manufacturing a MoTe 2 -Mo 6 Te 6 mixed-dimensional heterostructure material according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a molybdenum (Mo) precursor, and tellurium in a chemical vapor deposition (CVD) chamber. A first step of arranging the (Te) precursor (S110); A second step (S120) of introducing molybdenum precursor vapor and tellurium precursor vapor onto the substrate using a transport gas so that the ratio of tellurium atoms to molybdenum atoms is the first ratio to form a linear Mo 6 Te 6 network. ; And using the transport gas to introduce the molybdenum precursor vapor and the tellurium precursor vapor onto the substrate so that the ratio of the tellurium atoms to the molybdenum atoms is a second ratio greater than the first ratio to form the linear Mo. It includes a third step (S130) of growing a MoTe 2 thin film from a portion of the 6 Te 6 network.

상기 제1 단계(S110)에서, 상기 텔루륨 전구체는 텔루륨 금속을 포함할 수 있고, 상기 몰리브덴 전구체는 삼산화몰리브덴을 포함할 수 있다. 예를 들면, 텔루륨 금속은 텔루륨 금속 슬러그(slug)를 포함할 수 있고, 상기 몰리브덴 전구체는 삼산화몰리브덴 파우더(powder)를 포함할 수 있다.In the first step (S110), the tellurium precursor may include tellurium metal, and the molybdenum precursor may include molybdenum trioxide. For example, the tellurium metal may include tellurium metal slugs, and the molybdenum precursor may include molybdenum trioxide powder.

일 실시예에 있어서, 상기 몰리브덴 전구체는 상기 텔루륨 전구체보다 상기 챔버의 하류에 위치할 수 있고, 상기 기판은 상기 몰리브덴 전구체보다 상기 챔버의 하류에 위치할 수 있다.In one embodiment, the molybdenum precursor may be located downstream of the chamber than the tellurium precursor, and the substrate may be located downstream of the chamber than the molybdenum precursor.

상기 제1 단계(S110)에서, 상기 챔버는 상기 텔루륨 전구체가 위치하는 제1 히팅존 및 상기 몰리브덴 전구체가 위치하고 상기 제1 히팅존과 독립적으로 온도가 제어될 수 있는 제2 히팅존을 포함할 수 있다.In the first step (S110), the chamber may include a first heating zone in which the tellurium precursor is located and a second heating zone in which the molybdenum precursor is located and the temperature can be controlled independently of the first heating zone. You can.

상기 제1 단계(S110)에서, 상기 제2 히팅존 내에서 상기 기판의 양측에 인접하게 배치된 제1 결정 성장 유도체 및 제2 결정 성장 유도체가 추가로 배치될 수 있고, 상기 제1 및 제2 결정 성장 유도체 각각은 지지체 및 상기 지지체 상에 도포된 삼산화몰리브덴을 포함할 수 있다. 상기 지지체는 상기 기판과 같거나 다를 수 있다. 상기 제1 및 제2 결정 성장 유도체를 상기 기판의 양측에 인접하게 배치하는 경우, 일측에 배치하는 경우에 비해 저차원 몰리브덴-텔루륨 화합물의 합성이 용이하다.In the first step (S110), a first crystal growth derivative and a second crystal growth derivative disposed adjacent to both sides of the substrate in the second heating zone may be additionally disposed, and the first and second crystal growth derivatives may be further disposed in the second heating zone. Each crystal growth derivative may include a support and molybdenum trioxide applied on the support. The support may be the same or different from the substrate. When the first and second crystal growth derivatives are placed adjacent to both sides of the substrate, synthesis of a low-dimensional molybdenum-tellurium compound is easier than when the first and second crystal growth derivatives are placed on one side.

상기 제2 단계(S120)에 있어서, 상기 몰리브덴 전구체 증기 및 상기 텔루륨 전구체 증기는 캐리어 가스를 통해 상기 기판 상에 제공될 수 있다. 상기 제1 비율은 상기 기판 상에 선형 Mo6Te6 네트워크가 증착되도록 조절될 수 있고, 그 조절방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 제1 비율은 온도, 압력, 구성 요소의 기하학적 형상 등 물리적 방법 또는 화학적인 방법으로 조절될 수 있다In the second step (S120), the molybdenum precursor vapor and the tellurium precursor vapor may be provided on the substrate through a carrier gas. The first ratio can be adjusted to deposit a linear Mo 6 Te 6 network on the substrate, and the adjustment method is not particularly limited. For example, the first ratio can be adjusted by physical or chemical methods such as temperature, pressure, and geometric shape of the components.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 비율은 약 0.5 내지 1.5일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 비율은 약 0.8 내지 1.2 일 수 있다.In one embodiment, the first ratio may be about 0.5 to 1.5. For example, the first ratio may be about 0.8 to 1.2.

상기 제3 단계(S130)에 있어서, 상기 몰리브덴 전구체 증기 및 상기 텔루륨 전구체 증기는 캐리어 가스를 통해 상기 기판 상에 제공될 수 있다. 상기 제2 비율은 상기 기판 상에 MoTe2 박막이 형성되도록 조절될 수 있고, 그 조절방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 제2 비율은 온도, 압력, 구성 요소의 기하학적 형상 등의 물리적 방법 또는 화학적인 방법으로 조절될 수 있다In the third step (S130), the molybdenum precursor vapor and the tellurium precursor vapor may be provided on the substrate through a carrier gas. The second ratio can be adjusted to form a MoTe 2 thin film on the substrate, and the adjustment method is not particularly limited. For example, the second ratio can be controlled by physical or chemical methods such as temperature, pressure, and geometric shape of the components.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 비율은 약 2 내지 3일 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 비율은 약 2.4 내지 2.7일 수 있다.In one embodiment, the second ratio may be about 2 to 3. For example, the second ratio may be about 2.4 to 2.7.

일 실시예에 있어서, 상기 MoTe2 박막은 상기 제2 단계(S120) 동안 형성된 선형 Mo6Te6 네트워크의 가운데 부분으로부터 성장될 수 있다. 예를 들면, 상기 MoTe2 박막은 상기 선형 Mo6Te6 네트워크의 가운데 부분으로부터 상기 선형 Mo6Te6 네트워크 사이의 공간을 채우도록 성장될 수 있고, 그 결과 본 발명에 따라 합성되는 MoTe2-Mo6Te6 혼합 차원 이종구조 물질에서, 상기 MoTe2 박막과 상기 선형 Mo6Te6 네트워크는 실질적으로 동일한 평면에 위치하도록, 상기 선형 Mo6Te6 네트워크가 상기 MoTe2 박막의 측면에 접합된 구조를 가질 수 있다.In one embodiment, the MoTe 2 thin film may be grown from the middle portion of the linear Mo 6 Te 6 network formed during the second step (S120). For example, the MoTe 2 thin film can be grown from the middle portion of the linear Mo 6 Te 6 network to fill the space between the linear Mo 6 Te 6 networks, resulting in MoTe 2 -Mo synthesized according to the present invention. In the 6 Te 6 mixed-dimensional heterostructure material, the linear Mo 6 Te 6 network is bonded to the side of the MoTe 2 thin film such that the MoTe 2 thin film and the linear Mo 6 Te 6 network are located substantially in the same plane. You can have it.

상기 제2 단계(S120) 및 제3 단계(S130)에 있어서, 상기 제1 히팅존과 상기 제2 히팅존의 온도를 제1 온도 조절 장치 및 제2 온도 조절 장치를 이용하여 각각 독립적으로 제어함으로써 상기 제1 및 제2 비율이 조절될 수 있으며, 상기 제1 온도 조절 장치 및 제2 온도 조절 장치가 온도를 조절하는 방법은 특별히 제한되지 않는다.In the second step (S120) and the third step (S130), the temperatures of the first heating zone and the second heating zone are independently controlled using a first temperature control device and a second temperature control device. The first and second ratios may be adjusted, and the method by which the first temperature control device and the second temperature control device adjust the temperature is not particularly limited.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 단계(S120) 동안 상기 제1 비율로 상기 몰리브덴 전구체 증기와 상기 텔루륨 전구체 증기를 상기 기판 상에 제공하기 위해, 상기 제1 히팅존은 약 45 내지 55℃의 온도로 가열될 수 있고, 상기 제2 히팅존은 약 670 내지 690℃의 온도, 예를 들면, 약 675 내지 685℃의 온도로 가열될 수 있다. In one embodiment, in order to provide the molybdenum precursor vapor and the tellurium precursor vapor at the first ratio during the second step (S120) on the substrate, the first heating zone is about 45 to 55 ° C. The second heating zone may be heated to a temperature of about 670 to 690°C, for example, about 675 to 685°C.

상기 제3 단계(S130) 동안 상기 제2 비율로 상기 몰리브덴 전구체 증기와 상기 텔루륨 전구체 증기를 상기 기판 상에 제공하기 위해, 상기 제1 히팅존은 약 460 내지 470℃, 예를 들면, 약 463 내지 468℃의 온도로 가열될 수 있고, 상기 제2 히팅존은 약 670 내지 690℃, 예를 들면, 약 675 내지 685℃의 온도로 가열될 수 있다.In order to provide the molybdenum precursor vapor and the tellurium precursor vapor at the second ratio during the third step (S130) on the substrate, the first heating zone is about 460 to 470 ° C., for example, about 463 ° C. It may be heated to a temperature of 468°C, and the second heating zone may be heated to a temperature of about 670°C to 690°C, for example, about 675°C to 685°C.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 히팅존이 상기 제2 단계(S120) 동안 약 45 내지 55℃의 온도로 3 내지 10분 가열된 후, 상기 제3 단계(S130) 동안 460 내지 470℃의 온도로 30 내지 90분 가열되는 동시에, 상기 제2 히팅존은 상기 제2 및 제3 단계(S120, S130) 동안 670 내지 690℃의 온도로 40 내지 90분 가열될 수 있다.In one embodiment, the first heating zone is heated to a temperature of about 45 to 55° C. for 3 to 10 minutes during the second step (S120), and then heated to a temperature of 460 to 470° C. during the third step (S130). At the same time, the second heating zone may be heated to a temperature of 670 to 690° C. for 40 to 90 minutes during the second and third steps (S120 and S130).

예를 들어, 상기 제1 히팅존이 상기 제2 단계(S120) 동안 약 45 내지 55℃의 온도로 3 내지 10분 가열된 후, 상기 제3 단계(S130) 동안 460 내지 470℃의 온도로 30 내지 50분 가열되는 동시에, 상기 제2 히팅존은 상기 제2 및 제3 단계(S120, S130) 동안 670 내지 690℃의 온도로 40 내지 500분 가열될 수 있다.For example, after the first heating zone is heated to a temperature of about 45 to 55°C for 3 to 10 minutes during the second step (S120), the first heating zone is heated to a temperature of 460 to 470°C for 30 minutes during the third step (S130). At the same time as heating for 50 minutes, the second heating zone may be heated to a temperature of 670 to 690° C. for 40 to 500 minutes during the second and third steps (S120 and S130).

본 발명의 MoTe2-Mo6Te6 혼합 차원 이종구조 물질의 제조방법에 따르면, 선형 Mo6Te6 네트워크 구조물과 MoTe2 박막이 평면으로 접합(in-plane)되고, 가장자리를 통해 접합한(edge-contacted) 혼합 차원 이종구조 물질의 직접 합성이 가능하다. 본 발명을 통해 MoTe2-Mo6Te6 혼합 차원 이종구조 물질을 직접 합성하여, 제조 공정에서의 오염을 줄이고 대규모 공정으로 발전시킬 수 있다.According to the method for manufacturing the MoTe 2 -Mo 6 Te 6 mixed-dimensional heterostructure material of the present invention, the linear Mo 6 Te 6 network structure and the MoTe 2 thin film are joined in-plane and bonded through the edge. -contacted) Direct synthesis of mixed-dimensional heterostructure materials is possible. Through the present invention, it is possible to directly synthesize the MoTe 2 -Mo 6 Te 6 mixed-dimensional heterostructure material, reducing contamination in the manufacturing process and developing it into a large-scale process.

한편, 상기의 방법으로 제조될 수 있는 혼합 차원 이종구조 물질은 반도체 특성을 갖는 MoTe2 박막; 및 상기 MoTe2 박막의 측면에 접합되고, 전도성 특성을 갖는 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물;을 포함할 수 있다.Meanwhile, mixed-dimensional heterostructure materials that can be manufactured by the above method include MoTe 2 thin films with semiconductor properties; And it may include a Mo 6 Te 6 linear network structure bonded to a side of the MoTe 2 thin film and having conductive properties.

일 실시예에 있어서, 상기 MoTe2 박막은 소수층(few-layer) 박막일 수 있다. 예를 들어, MoTe2층은 1 내지 10 분자층으로 적층될 수 있다.In one embodiment, the MoTe 2 thin film may be a few-layer thin film. For example, MoTe 2 layers can be stacked from 1 to 10 molecular layers.

일 실시예에 있어서, 상기 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물은 Mo6Te6 와이어들이 망상 구조로 결합된 형태를 가질 수 있고, 상기 Mo6Te6 와이어의 직경은 약 3 내지 8 nm일 수 있다.In one embodiment, the Mo 6 Te 6 linear network structure may have a form in which Mo 6 Te 6 wires are combined in a network structure, and the diameter of the Mo 6 Te 6 wire may be about 3 to 8 nm.

일 실시예에 있어서, 상기 MoTe2 박막 및 상기 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물은 같은 평면상에 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 MoTe2 박막의 두께와 상기 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물의 두께의 차이는 약 0.7 내지 1.5 nm일 수 있다.In one embodiment, the MoTe 2 thin film and the Mo 6 Te 6 linear network structure may exist on the same plane. For example, the difference between the thickness of the MoTe 2 thin film and the thickness of the Mo 6 Te 6 linear network structure may be about 0.7 to 1.5 nm.

일 실시예에 있어서, 상기 MoTe2 박막을 둘러싸도록 상기 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물을 형성할 수 있다. In one embodiment, the Mo 6 Te 6 linear network structure may be formed to surround the MoTe 2 thin film.

예를 들어, 상기 MoTe2 박막은 원형 박막일 수 있다.For example, the MoTe 2 thin film may be a circular thin film.

예를 들어, 상기 MoTe2 원형 박막의 지름은 약 2 내지 16 μm일 수 있다.For example, the diameter of the MoTe 2 circular thin film may be about 2 to 16 μm.

본 발명의 MoTe2-Mo6Te6 혼합 차원 이종구조 물질은 가장자리를 통해 접합한(edge-contacted) 2차원 반도체 소자를 제공하여, 2차원 반도체와 금속의 접촉부에서 발생하는 저항을 감소시키므로, 2차원 전자 기기의 성능을 향상시킬 수 있다.The MoTe 2 -Mo 6 Te 6 mixed-dimensional heterostructure material of the present invention provides an edge-contacted two-dimensional semiconductor device, reducing the resistance occurring at the contact point between the two-dimensional semiconductor and the metal, 2 The performance of 3D electronic devices can be improved.

한편, 상기 혼합 차원 이종구조 물질은 트랜지스터에 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 MoTe2 박막 및 상기 MoTe2 박막을 둘러싸는 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물을 포함하는 원료물질을, MoTe2 게이트 박막, 상기 MoTe2 게이트 박막의 일측면에 접합된 전도성 특성을 갖는 제1 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물 및 상기 제1 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물과 이격되어 상기 MoTe2 게이트 박막의 타측면에 형성된 전도성 특성을 갖는 제2 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물을 구비하도록 물리적 또는 화학적 방법으로 가공한 후 이를 상기 트랜지스터에 적용할 수 있다. Meanwhile, the mixed-dimensional heterostructure material can be applied to transistors. For example, a raw material including the MoTe 2 thin film and a Mo 6 Te 6 linear network structure surrounding the MoTe 2 thin film, a MoTe 2 gate thin film, and a conductive material bonded to one side of the MoTe 2 gate thin film. Physically provided with a first Mo 6 Te 6 linear network structure and a second Mo 6 Te 6 linear network structure having conductive properties formed on the other side of the MoTe 2 gate thin film and spaced apart from the first Mo 6 Te 6 linear network structure. Alternatively, it can be processed by a chemical method and then applied to the transistor.

일 실시예에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 트랜지스터는 반도체 특성을 갖는 MoTe2 박막; 상기 MoTe2 박막의 일측면에 접합된 전도성 특성을 갖는 제1 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물; 상기 제1 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물과 이격되어 상기 MoTe2 박막의 타측면에 형성된 전도성 특성을 갖는 제2 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물; 상기 제1 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물에 연결된 소스 전극; 상기 제2 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물에 연결된 드레인 전극; 및 상기 MoTe2 박막의 전도도를 조절하는 게이트 전극;을 포함할 수 있다.In one embodiment, a transistor according to an embodiment of the present invention includes a MoTe 2 thin film having semiconductor properties; A first Mo 6 Te 6 linear network structure having conductive properties bonded to one side of the MoTe 2 thin film; A second Mo 6 Te 6 linear network structure having conductive properties formed on the other side of the MoTe 2 thin film and spaced apart from the first Mo 6 Te 6 linear network structure; A source electrode connected to the first Mo 6 Te 6 linear network structure; A drain electrode connected to the second Mo 6 Te 6 linear network structure; And it may include a gate electrode that adjusts the conductivity of the MoTe 2 thin film.

본 발명의 혼합 차원 이종구조 물질 및 이를 적용한 트랜지스터에 따르면, 가장자리를 통해 접합한(edge-contacted) 2차원 반도체 소자를 제공하여, 2차원 반도체와 금속의 접촉부에서 발생하는 저항을 감소시키므로, 2차원 전자 기기의 성능을 향상시킬 수 있다.According to the mixed-dimensional heterostructure material of the present invention and the transistor to which it is applied, an edge-contacted two-dimensional semiconductor element is provided, thereby reducing the resistance occurring at the contact area between the two-dimensional semiconductor and the metal, thereby reducing the two-dimensional The performance of electronic devices can be improved.

이하 본 발명의 실시예에 대해 상술한다. 다만, 하기에 기재된 실시예는 본 발명의 일부 실시 형태에 불과한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the examples described below are only some embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

[실시예 1][Example 1]

2-구역 수평 핫-월(hot wall) 튜브 가열장치가 질량 유동 제어기(mass flow controller; MFC)와 함께 준비된 후, 1인치 직경의 석영 튜브안에 알루미늄 보트에 올린 Te 슬러그(0.2g, Sigma-Aldrich, 99.999%)가 상류에 배치되었고, 알루미늄 보트에 올린 MoO3 파우더(0.2g, Sigma-Aldrich, 99.5%)가 하류에 배치되었다. 결정 성장 유도체인 MoO3/SiO2/Si을 준비하기 위해, MoO3 파우더는 에탄올과 1:9의 비율로 혼합된 뒤, SiO2/Si 기판에 두 방울 떨어뜨려 건조되었다. 상기 MoO3/SiO2/Si 결정 성장 유도체는 하류의 SiO2/Si 기판 양측에 배치되었다. 상기 석영 튜브를 5 mTorr 이하의 진공 상태가 만든 후, 대기압에 도달할 때까지 아르곤 가스를 100 sccm으로 흘려보냄으로써, CVD 챔버가 준비되었다.A two-zone horizontal hot-wall tube heater was prepared with a mass flow controller (MFC), then Te slugs (0.2 g, Sigma-Aldrich) were placed on aluminum boats in 1-inch diameter quartz tubes. , 99.999%) was placed upstream, and MoO 3 powder (0.2 g, Sigma-Aldrich, 99.5%) loaded on an aluminum boat was placed downstream. To prepare MoO 3 /SiO 2 /Si, a crystal growth derivative, MoO 3 powder was mixed with ethanol at a ratio of 1:9, then dropped two drops on the SiO 2 /Si substrate and dried. The MoO 3 /SiO 2 /Si crystal growth derivative was placed on both sides of the downstream SiO 2 /Si substrate. A CVD chamber was prepared by creating a vacuum in the quartz tube below 5 mTorr and then flowing argon gas at 100 sccm until atmospheric pressure was reached.

이어서, 준비된 CVD 챔버에 수소/아르곤가스를 상기 MFC를 통과하여 20 sccm으로 흘려보냈다. 이와 동시에, 상기 MoO3 파우더는 15분 간 680℃로 승온된 후, 그 온도를 25분간 유지하는 반면, 상기 Te 슬러그는 5분간 50℃로 가열된 후, 15분 간 465℃로 승온된 후, 그 온도를 20분 간 유지함으로써 실시예 1에 따른 몰리브덴-텔루륨 혼합 차원 이종구조 물질이 제조하였다.Next, hydrogen/argon gas was flowed through the MFC at 20 sccm into the prepared CVD chamber. At the same time, the MoO 3 powder was heated to 680°C for 15 minutes and then maintained at that temperature for 25 minutes, while the Te slug was heated to 50°C for 5 minutes and then raised to 465°C for 15 minutes. The molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material according to Example 1 was prepared by maintaining the temperature for 20 minutes.

[실시예 2][Example 2]

실시예 1과 동일하게 CVD 챔버가 준비되었다.A CVD chamber was prepared in the same manner as Example 1.

이어서, 준비된 CVD 챔버에 수소/아르곤가스를 상기 MFC를 통과하여 20 sccm으로 흘려보냈다. 이와 동시에, 상기 MoO3 파우더는 15분 간 680℃로 승온된 후, 그 온도를 45분간 유지하는 반면, 상기 Te 슬러그는 5분간 50℃로 가열된 후, 15분 간 465℃로 승온된 후, 그 온도를 40분 간 유지함으로써 실시예 2에 따른 몰리브덴-텔루륨 혼합 차원 이종구조 물질이 제조하였다.Next, hydrogen/argon gas was flowed through the MFC at 20 sccm into the prepared CVD chamber. At the same time, the MoO 3 powder was heated to 680°C for 15 minutes and then maintained at that temperature for 45 minutes, while the Te slug was heated to 50°C for 5 minutes and then raised to 465°C for 15 minutes. The molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material according to Example 2 was prepared by maintaining the temperature for 40 minutes.

[실시예 3][Example 3]

실시예 1과 동일하게 CVD 챔버가 준비되었다.A CVD chamber was prepared in the same manner as Example 1.

이어서, 준비된 CVD 챔버에 수소/아르곤가스를 상기 MFC를 통과하여 20 sccm으로 흘려보냈다. 이와 동시에, 상기 MoO3 파우더는 15분 간 680℃로 승온된 후, 그 온도를 85분간 유지하는 반면, 상기 Te 슬러그는 5분간 50℃로 가열된 후, 15분 간 465℃로 승온된 후, 그 온도를 80분 간 유지함으로써 실시예 3에 따른 몰리브덴-텔루륨 혼합 차원 이종구조 물질이 제조하였다.Next, hydrogen/argon gas was flowed through the MFC at 20 sccm into the prepared CVD chamber. At the same time, the MoO 3 powder was heated to 680°C for 15 minutes and then maintained at that temperature for 85 minutes, while the Te slug was heated to 50°C for 5 minutes and then raised to 465°C for 15 minutes. The molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material according to Example 3 was prepared by maintaining the temperature for 80 minutes.

[비교예 1][Comparative Example 1]

CVD 챔버를 준비한 후, 준비된 CVD 챔버에 수소/아르곤가스를 상기 MFC를 통과하여 20 sccm으로 흘려보냈다. 이와 동시에, 상기 MoO3 파우더는 15분 간 680℃로 승온된 후, 그 온도를 25분간 유지하는 반면, 상기 Te 슬러그는 5분간 50℃로 가열된 후, 15분 간 450℃로 승온된 후, 그 온도를 20분 간 유지함으로써 비교예 1에 따른 몰리브덴-텔루륨 혼합 차원 이종구조 물질이 제조하였다.After preparing the CVD chamber, hydrogen/argon gas was flowed through the MFC at 20 sccm into the prepared CVD chamber. At the same time, the MoO 3 powder was heated to 680°C for 15 minutes and then maintained at that temperature for 25 minutes, while the Te slug was heated to 50°C for 5 minutes and then raised to 450°C for 15 minutes. The molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material according to Comparative Example 1 was prepared by maintaining the temperature for 20 minutes.

[비교예 2][Comparative Example 2]

CVD 챔버를 준비한 후, 준비된 CVD 챔버에 수소/아르곤가스를 상기 MFC를 통과하여 20 sccm으로 흘려보냈다. 이와 동시에, 상기 MoO3 파우더는 15분 간 680℃로 승온된 후, 그 온도를 45분간 유지하는 반면, 상기 Te 슬러그는 5분간 50℃로 가열된 후, 15분 간 450℃로 승온된 후, 그 온도를 40분 간 유지함으로써 비교예 2에 따른 몰리브덴-텔루륨 혼합 차원 이종구조 물질이 제조하였다.After preparing the CVD chamber, hydrogen/argon gas was flowed through the MFC at 20 sccm into the prepared CVD chamber. At the same time, the MoO 3 powder was heated to 680°C for 15 minutes and then maintained at that temperature for 45 minutes, while the Te slug was heated to 50°C for 5 minutes and then raised to 450°C for 15 minutes. The molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material according to Comparative Example 2 was prepared by maintaining the temperature for 40 minutes.

[비교예 3][Comparative Example 3]

CVD 챔버를 준비한 후, 준비된 CVD 챔버에 수소/아르곤가스를 상기 MFC를 통과하여 20 sccm으로 흘려보냈다. 이와 동시에, 상기 MoO3 파우더는 15분 간 680℃로 승온된 후, 그 온도를 85분간 유지하는 반면, 상기 Te 슬러그는 5분간 50℃로 가열된 후, 15분 간 450℃로 승온된 후, 그 온도를 80분 간 유지함으로써 비교예 3에 따른 몰리브덴-텔루륨 혼합 차원 이종구조 물질이 제조하였다.After preparing the CVD chamber, hydrogen/argon gas was flowed through the MFC at 20 sccm into the prepared CVD chamber. At the same time, the MoO 3 powder was heated to 680°C for 15 minutes and then maintained at that temperature for 85 minutes, while the Te slug was heated to 50°C for 5 minutes and then raised to 450°C for 15 minutes, The molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material according to Comparative Example 3 was prepared by maintaining the temperature for 80 minutes.

[비교예 4][Comparative Example 4]

CVD 챔버를 준비한 후, 준비된 CVD 챔버에 수소/아르곤가스를 상기 MFC를 통과하여 20 sccm으로 흘려보냈다. 이와 동시에, 상기 MoO3 파우더는 15분 간 680℃로 승온된 후, 그 온도를 25분간 유지하는 반면, 상기 Te 슬러그는 5분간 50℃로 가열된 후, 15분 간 600℃로 승온된 후, 그 온도를 20분 간 유지함으로써 비교예 4에 따른 몰리브덴-텔루륨 혼합 차원 이종구조 물질이 제조하였다.After preparing the CVD chamber, hydrogen/argon gas was flowed through the MFC at 20 sccm into the prepared CVD chamber. At the same time, the MoO 3 powder was heated to 680°C for 15 minutes and then maintained at that temperature for 25 minutes, while the Te slug was heated to 50°C for 5 minutes and then raised to 600°C for 15 minutes. The molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material according to Comparative Example 4 was prepared by maintaining the temperature for 20 minutes.

[비교예 5][Comparative Example 5]

CVD 챔버를 준비한 후, 준비된 CVD 챔버에 수소/아르곤가스를 상기 MFC를 통과하여 20 sccm으로 흘려보냈다. 이와 동시에, 상기 MoO3 파우더는 15분 간 680℃로 승온된 후, 그 온도를 45분간 유지하는 반면, 상기 Te 슬러그는 5분간 50℃로 가열된 후, 15분 간 600℃로 승온된 후, 그 온도를 40분 간 유지함으로써 비교예 5에 따른 몰리브덴-텔루륨 혼합 차원 이종구조 물질이 제조하였다.After preparing the CVD chamber, hydrogen/argon gas was flowed through the MFC at 20 sccm into the prepared CVD chamber. At the same time, the MoO 3 powder was heated to 680°C for 15 minutes and then maintained at that temperature for 45 minutes, while the Te slug was heated to 50°C for 5 minutes and then raised to 600°C for 15 minutes. The molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material according to Comparative Example 5 was prepared by maintaining the temperature for 40 minutes.

[비교예 6][Comparative Example 6]

CVD 챔버를 준비한 후, 준비된 CVD 챔버에 수소/아르곤가스를 상기 MFC를 통과하여 20 sccm으로 흘려보냈다. 이와 동시에, 상기 MoO3 파우더는 15분 간 680℃로 승온된 후, 그 온도를 85분간 유지하는 반면, 상기 Te 슬러그는 5분간 50℃로 가열된 후, 15분 간 600℃로 승온된 후, 그 온도를 80분 간 유지함으로써 비교예 6에 따른 몰리브덴-텔루륨 혼합 차원 이종구조 물질이 제조하였다.After preparing the CVD chamber, hydrogen/argon gas was flowed through the MFC at 20 sccm into the prepared CVD chamber. At the same time, the MoO 3 powder was heated to 680°C for 15 minutes and then maintained at that temperature for 85 minutes, while the Te slug was heated to 50°C for 5 minutes and then raised to 600°C for 15 minutes. The molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material according to Comparative Example 6 was prepared by maintaining the temperature for 80 minutes.

[실험예][Experimental example]

도 2는, 텔루륨 유량에 따라 형성된 각 물질들의 광학, SEM 이미지, 라만 스펙트럼, 라만 맵, AFM 높이 이미지 및 라인 프로파일 등을 나타낸다.Figure 2 shows the optical, SEM image, Raman spectrum, Raman map, AFM height image, and line profile of each material formed according to the tellurium flow rate.

도 3은, 1D Mo6Te6, 소수층 2H MoTe2, 1D-2D MoTe2-Mo6Te6 이종구조 등의 평면 및 단면 STEM 이미지를 나타낸다.Figure 3 shows planar and cross-sectional STEM images of 1D Mo 6 Te 6 , few-layer 2H MoTe 2 , and 1D-2D MoTe 2 -Mo 6 Te 6 heterostructure.

도 4는, 온도에 따라 합성된 물질들의 SEM 이미지 및 라만 스펙트럼을 나타낸다.Figure 4 shows SEM images and Raman spectra of materials synthesized according to temperature.

도 5는, 온도에 따라 합성된 물질들의 라만맵을 나타낸다.Figure 5 shows Raman maps of materials synthesized according to temperature.

도 6은, 온도 및 시간에 따라 합성된 물질들의 광학 이미지 및 라만 스펙트럼을 나타낸다.Figure 6 shows optical images and Raman spectra of materials synthesized according to temperature and time.

도 2를 참조하면, 낮은 텔루륨 유량 조건에서 형성된 물질은 Mo6Te6로서 와이어 네트워크 구조가 관찰된다. 높은 텔루륨 유량 조건에서 형성된 물질은 MoTe2로서 2차원의 구조 및 그 구조가 5.6 nm인 것이 관찰된다. 중간 텔루륨 유량 조건에서 형성된 물질은 1D Mo6Te6/2H MoTe2 이종 구조로서 두 물질은 동평면에 형성된 것이 관찰된다.Referring to FIG. 2, the material formed under low tellurium flow rate conditions is Mo 6 Te 6 and a wire network structure is observed. The material formed under high tellurium flow rate conditions is MoTe 2 , which is observed to have a two-dimensional structure and a structure of 5.6 nm. The material formed under medium tellurium flow rate conditions is a 1D Mo 6 Te 6 /2H MoTe 2 heterostructure, and the two materials are observed to be formed in the same plane.

도 3을 참조하면, 1D Mo6Te6, 소수층 2H MoTe2, 1D-2D Mo6Te6-MoTe2 이종구조 등의 각 기하학적 구조를 전자현미경 상을 통해 직접 관찰할 수 있다. Referring to FIG. 3, each geometric structure, such as 1D Mo 6 Te 6 , few-layer 2H MoTe 2 , and 1D-2D Mo 6 Te 6 -MoTe 2 heterostructure, can be directly observed through an electron microscope.

도 4를 참조하면, 온도가 증가함에 따라 텔루륨 유량이 증가하고, 그에 따라 라만 스펙트럼이 변화함을 관찰 할 수 있다.Referring to Figure 4, it can be observed that as the temperature increases, the tellurium flow rate increases and the Raman spectrum changes accordingly.

도 5를 참조하면, 온도에 따라 합성되는 물질의 선택성을 뚜렷하게 관찰 할 수 있다.Referring to Figure 5, the selectivity of the synthesized material depending on temperature can be clearly observed.

도 6을 참조하면, 비교예 1은 광학적 및 분광학적으로 단일한 구조가 관찰되었지만, 실시예 1 및 비교예 4는 광학적 및 분광학적으로 2개의 구조가 관찰되었다. 또한, 비교예 4는 라만 스펙트럼 상 2H-1T' MoTe2가 관찰되었지만, 실시예 1은 1D-2D Mo6Te6/2H MoTe2 이종 구조가 관찰되었다.Referring to FIG. 6, in Comparative Example 1, a single structure was observed optically and spectroscopically, but in Example 1 and Comparative Example 4, two structures were observed optically and spectroscopically. In addition, in Comparative Example 4, 2H-1T' MoTe 2 was observed in the Raman spectrum, but in Example 1, a 1D-2D Mo 6 Te 6 /2H MoTe 2 heterostructure was observed.

비교예 2 및 비교예 5은 광학적 및 분광학적으로 단일한 구조가 관찰되었지만, 실시예 2는 광학적 및 분광학적으로 2개의 구조가 관찰되었고, 라만 스펙트럼 상 1D-2D Mo6Te6/2H MoTe2 이종 구조가 관찰되었다.In Comparative Examples 2 and 5, a single structure was observed optically and spectroscopically, but in Example 2, two structures were observed optically and spectroscopically, and 1D-2D Mo 6 Te 6 /2H MoTe 2 on the Raman spectrum Heterogeneous structures were observed.

비교예 3 및 비교예 6은 광학적 및 분광학적으로 단일한 구조가 관찰되었지만, 실시예 3은 광학적 및 분광학적으로 2개의 구조가 관찰되었고, 라만 스펙트럼 상 1D-2D Mo6Te6/2H MoTe2 이종 구조가 관찰되었다.In Comparative Examples 3 and 6, a single structure was observed optically and spectroscopically, but in Example 3, two structures were observed optically and spectroscopically, and in the Raman spectrum, 1D-2D Mo 6 Te 6 /2H MoTe 2 Heterogeneous structures were observed.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art can make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following patent claims. You will understand that it is possible.

삭제delete

Claims (15)

화학기상증착(CVD) 챔버 내에 기판, 몰리브덴(Mo) 전구체 및 텔루륨(Te) 전구체를 배치하는 제1 단계;
운송가스를 이용하여 몰리브덴 원자에 대한 텔루륨 원자의 비율이 제1 비율이 되도록 몰리브덴 전구체 증기 및 텔루륨 전구체 증기를 상기 기판 상에 도입하여 선형 Mo6Te6 네트워크를 형성하는 제2 단계; 및
상기 운송가스를 이용하여 상기 몰리브덴 원자에 대한 상기 텔루륨 원자의 비율이 상기 제1 비율보다 큰 제2 비율이 되도록 상기 몰리브덴 전구체 증기 및 상기 텔루륨 전구체 증기를 상기 기판 상에 도입하여 상기 선형 Mo6Te6 네트워크의 일부로부터 MoTe2 박막을 성장시키는 제3 단계;를 포함하는,
혼합 차원 이종구조 물질의 제조 방법.A first step of placing a substrate, a molybdenum (Mo) precursor, and a tellurium (Te) precursor in a chemical vapor deposition (CVD) chamber;
A second step of introducing molybdenum precursor vapor and tellurium precursor vapor onto the substrate using a transport gas so that the ratio of tellurium atoms to molybdenum atoms is a first ratio to form a linear Mo 6 Te 6 network; and
Using the transport gas, the molybdenum precursor vapor and the tellurium precursor vapor are introduced onto the substrate so that the ratio of the tellurium atoms to the molybdenum atoms is a second ratio greater than the first ratio to form the linear Mo 6 A third step of growing a MoTe 2 thin film from a portion of the Te 6 network, comprising:
Methods for fabrication of mixed-dimensional heterostructure materials. 제1항에 있어서,
상기 제1 비율은 0.5 내지 1.5이고,
상기 제2 비율은 2 내지 3인 것을 특징으로 하는,
혼합 차원 이종구조 물질의 제조 방법.According to paragraph 1,
The first ratio is 0.5 to 1.5,
Characterized in that the second ratio is 2 to 3,
Methods for fabrication of mixed-dimensional heterostructure materials. 제1항에 있어서,
상기 챔버는 상기 텔루륨 전구체가 위치하는 제1 히팅존 및 상기 몰리브덴 전구체가 위치하고 상기 제1 히팅존과 독립적으로 온도가 제어될 수 있는 제2 히팅존을 포함하고,
상기 제1 히팅존과 상기 제2 히팅존의 온도를 제1 온도 조절 장치 및 제2 온도 조절 장치를 이용하여 각각 독립적으로 제어함으로써 상기 제1 및 제2 비율이 조절되는 것을 특징으로 하는,
혼합 차원 이종구조 물질의 제조 방법.According to paragraph 1,
The chamber includes a first heating zone in which the tellurium precursor is located and a second heating zone in which the molybdenum precursor is located and the temperature can be controlled independently of the first heating zone,
Characterized in that the first and second ratios are adjusted by independently controlling the temperatures of the first heating zone and the second heating zone using a first temperature control device and a second temperature control device, respectively.
Methods for fabrication of mixed-dimensional heterostructure materials. 제3항에 있어서,
상기 텔루륨 전구체는 텔루륨 금속을 포함하고,
상기 몰리브덴 전구체는 삼산화몰리브덴을 포함하는 것을 특징으로 하는,
혼합 차원 이종구조 물질의 제조 방법.According to paragraph 3,
The tellurium precursor includes tellurium metal,
The molybdenum precursor is characterized in that it contains molybdenum trioxide,
Methods for fabrication of mixed-dimensional heterostructure materials. 제4항에 있어서,
상기 제2 히팅존 내에서 상기 기판의 양측에 인접하게 배치된 제1 결정 성장 유도체 및 제2 결정 성장 유도체가 추가로 배치되고,
상기 제1 및 제2 결정 성장 유도체 각각은 지지체 및 상기 지지체 상에 도포된 삼산화몰리브덴을 포함하는 것을 특징으로 하는,
혼합 차원 이종구조 물질의 제조 방법.According to paragraph 4,
A first crystal growth derivative and a second crystal growth derivative disposed adjacent to both sides of the substrate in the second heating zone are further disposed,
Characterized in that each of the first and second crystal growth derivatives includes a support and molybdenum trioxide applied on the support.
Methods for fabrication of mixed-dimensional heterostructure materials. 제5항에 있어서,
상기 제2 단계 동안 상기 제1 히팅존은 45 내지 55℃의 온도로 가열되고,
상기 제3 단계 동안 상기 제1 히팅존은 460 내지 470℃의 온도로 가열되며,
상기 제2 및 제3 단계 동안 상기 제2 히팅존은 670 내지 690℃의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는,
혼합 차원 이종구조 물질의 제조 방법.According to clause 5,
During the second step, the first heating zone is heated to a temperature of 45 to 55°C,
During the third step, the first heating zone is heated to a temperature of 460 to 470°C,
During the second and third steps, the second heating zone is heated to a temperature of 670 to 690 ° C.
Methods for fabrication of mixed-dimensional heterostructure materials. 제6항에 있어서,
상기 제2 단계 동안 상기 제1 히팅존이 45 내지 55℃의 온도로 가열되는 시간은 3 내지 10분이고,
상기 제3 단계 동안 상기 제1 히팅존이 460 내지 470℃의 온도로 가열되는 시간은 30 내지 90분이고,
상기 제2 및 제3 단계 동안 상기 제2 히팅존이 670 내지 690℃의 온도로 가열되는 시간은 40 내지 90분인 것을 특징으로 하는,
혼합 차원 이종구조 물질의 제조 방법.According to clause 6,
During the second step, the first heating zone is heated to a temperature of 45 to 55 ° C. for 3 to 10 minutes,
During the third step, the first heating zone is heated to a temperature of 460 to 470 ° C. for 30 to 90 minutes,
Characterized in that the time for the second heating zone to be heated to a temperature of 670 to 690° C. during the second and third steps is 40 to 90 minutes.
Methods for fabrication of mixed-dimensional heterostructure materials. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 혼합 차원 이종구조 물질의 제조 방법에 의해 제조되고,
반도체 특성을 갖는 MoTe2 박막; 및
상기 MoTe2 박막의 측면에 접합되고, 전도성 특성을 갖는 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물;을 포함하는,
혼합 차원 이종구조 물질.Manufactured by the method for producing a mixed-dimensional heterostructure material according to any one of claims 1 to 7,
MoTe 2 thin film with semiconductor properties; and
A Mo 6 Te 6 linear network structure bonded to the side of the MoTe 2 thin film and having conductive properties; including,
Mixed-dimensional heterostructure materials. 제8항에 있어서,
상기 MoTe2 박막은 MoTe2층이 1 내지 10 분자층으로 적층된 것을 특징으로 하는,
혼합 차원 이종구조 물질.According to clause 8,
The MoTe 2 thin film is characterized in that 1 to 10 molecular layers of MoTe 2 are stacked.
Mixed-dimensional heterostructure materials. 제9항에 있어서,
상기 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물을 구성하는 Mo6Te6 와이어의 직경은 3 내지 8 nm인 것을 특징으로 하는,
혼합 차원 이종구조 물질.According to clause 9,
Characterized in that the diameter of the Mo 6 Te 6 wire constituting the Mo 6 Te 6 linear network structure is 3 to 8 nm,
Mixed-dimensional heterostructure materials. 제10항에 있어서,
상기 MoTe2 박막의 두께와 상기 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물의 두께의 차이는 0.7 내지 1.5 nm인 것을 특징으로 하는,
혼합 차원 이종구조 물질.According to clause 10,
Characterized in that the difference between the thickness of the MoTe 2 thin film and the thickness of the Mo 6 Te 6 linear network structure is 0.7 to 1.5 nm.
Mixed-dimensional heterostructure materials. 제11항에 있어서,
상기 MoTe2 박막을 둘러싸도록 상기 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물이 형성된 것을 특징으로 하는,
혼합 차원 이종구조 물질.According to clause 11,
Characterized in that the Mo 6 Te 6 linear network structure is formed to surround the MoTe 2 thin film.
Mixed-dimensional heterostructure materials. 제12항에 있어서,
상기 MoTe2 박막은 MoTe2 원형 박막인 것을 특징으로 하는,
혼합 차원 이종구조 물질.According to clause 12,
The MoTe 2 thin film is characterized in that it is a MoTe 2 circular thin film.
Mixed-dimensional heterostructure materials. 제13항에 있어서,
상기 MoTe2 원형 박막의 지름은 2 내지 16 μm인 것을 특징으로 하는,
혼합 차원 이종구조 물질.According to clause 13,
Characterized in that the diameter of the MoTe 2 circular thin film is 2 to 16 μm,
Mixed-dimensional heterostructure materials. 반도체 특성을 갖는 MoTe2 박막; 상기 MoTe2 박막의 일측면에 접합된 전도성 특성을 갖는 제1 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물; 및 상기 제1 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물과 이격되어 상기 MoTe2 박막의 타측면에 형성된 전도성 특성을 갖는 제2 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물;을 포함하는 혼합 차원 이종구조 물질;
상기 제1 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물에 연결된 소스 전극;
상기 제2 Mo6Te6 선형 네트워크 구조물에 연결된 드레인 전극; 및
상기 MoTe2 박막의 전도도를 조절하는 게이트 전극;을 포함하고,
상기 혼합 차원 이종구조 물질은 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 혼합 차원 이종구조 물질의 제조 방법에 의해 제조되는,
트랜지스터.
MoTe 2 thin film with semiconductor properties; A first Mo 6 Te 6 linear network structure having conductive properties bonded to one side of the MoTe 2 thin film; And a second Mo 6 Te 6 linear network structure having conductive properties formed on the other side of the MoTe 2 thin film and spaced apart from the first Mo 6 Te 6 linear network structure; a mixed-dimensional heterostructure material comprising a;
A source electrode connected to the first Mo 6 Te 6 linear network structure;
A drain electrode connected to the second Mo 6 Te 6 linear network structure; and
It includes a gate electrode that adjusts the conductivity of the MoTe 2 thin film,
The mixed-dimensional heterostructure material is manufactured by the method for producing a mixed-dimensional heterostructure material according to any one of claims 1 to 7,
transistor.
KR1020210107875A 2021-08-17 2021-08-17 Method of manufacturing molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material, molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material manufactured by the method and transistor comprising the material KR102626060B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210107875A KR102626060B1 (en) 2021-08-17 2021-08-17 Method of manufacturing molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material, molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material manufactured by the method and transistor comprising the material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210107875A KR102626060B1 (en) 2021-08-17 2021-08-17 Method of manufacturing molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material, molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material manufactured by the method and transistor comprising the material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230026010A KR20230026010A (en) 2023-02-24
KR102626060B1 true KR102626060B1 (en) 2024-01-16

Family

ID=85330237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210107875A KR102626060B1 (en) 2021-08-17 2021-08-17 Method of manufacturing molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material, molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material manufactured by the method and transistor comprising the material

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102626060B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101655898B1 (en) * 2015-03-27 2016-09-08 연세대학교 산학협력단 The method for controlling thickness of heterostructured in-plane transition metal chalcogenide thin film

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101766545B1 (en) * 2015-12-18 2017-08-09 경희대학교 산학협력단 Transition metal dichalcogenides and method for manufacturing of the same
KR102000338B1 (en) * 2017-08-03 2019-07-15 한양대학교 산학협력단 Method for increase metal-chalcogen compound crystallization and fabricating method for heterostructure of metal-chalgoen compound
KR102506444B1 (en) * 2017-11-29 2023-03-06 삼성전자주식회사 Method for growing two-dimensional transition metal dichalcogenide film and method of manufacturing device including the same
KR102280763B1 (en) * 2019-05-20 2021-07-21 연세대학교 산학협력단 Transition metal dichalcogenides thin film, method and apparatus for manufacturing the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101655898B1 (en) * 2015-03-27 2016-09-08 연세대학교 산학협력단 The method for controlling thickness of heterostructured in-plane transition metal chalcogenide thin film

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S.A.Pawar 등, Efficient supercapacitor based on polymorphic structure of 1T′-Mo6Te6 nanoplates and few-atomic-layered 2H-MoTe2(이하, 생략), <Chemical Engineering Journal>, (2019.04.03.), 371권, 페이지 182-192.*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230026010A (en) 2023-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI751115B (en) Methods of forming silicon germanium tin films
US4046618A (en) Method for preparing large single crystal thin films
US5760426A (en) Heteroepitaxial semiconductor device including silicon substrate, GaAs layer and GaN layer #13
KR101591833B1 (en) Method for manufacturing doped metal chalcogenide film and the film manufactured by the same
JP5910430B2 (en) Method for manufacturing epitaxial silicon carbide wafer
JPS6344718A (en) Manufacture of crystalline deposited
KR102626060B1 (en) Method of manufacturing molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material, molybdenum-tellurium mixed dimensional heterostructure material manufactured by the method and transistor comprising the material
EP0241204B1 (en) Method for forming crystalline deposited film
JP2002539327A (en) Method and apparatus for forming a metal oxide on a substrate surface by chemical vapor deposition
TWI362111B (en) Compound semiconductor epitaxial substrate and production process thereof
TWI360186B (en)
KR100802495B1 (en) Semiconductor nanowire, a method for manufacturing thereof, and a semiconductor device comprising thereof
KR102557905B1 (en) Manufacturing method for large area ultra thin gallium oxide thin film of high quality
JP6130774B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
RU218247U1 (en) Device for obtaining silicene
TW201246288A (en) Method for producing a III/V SI template
JPH01290221A (en) Semiconductor vapor growth method
JPS61205694A (en) Preparation of zinc sulfide film
US6245144B1 (en) Doping control in selective area growth (SAG) of InP epitaxy in the fabrication of solid state semiconductor lasers
JP3141628B2 (en) Compound semiconductor device and method of manufacturing the same
TWI751158B (en) Structures and devices including germanium-tin films and methods of forming same
JPS62132312A (en) Manufacture of semiconductor thin film
JPS6344720A (en) Manufacture of crystalline deposited film
US20110005455A1 (en) Method for Manufacturing a Mono-Crystalline Layer on a Substrate
CN113990738A (en) Two-dimensional material transverse mosaic heterojunction array and preparation and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant