美开发厚度为单原子直径的半导体薄膜
在新技术中,研究人员将硫粉和氯化钼粉放置于炉内,并将温度逐步升高到850摄氏度,此时两种粉末出现蒸发(汽化)并发生化学反应形成硫化钼。继续保持高温,硫化钼能沉积到基片上,形成薄薄的硫化钼膜。
曹林友表示,他们成功的关键是寻找到了新的硫化钼生长机理,即自限制生长,通过控制高温炉中分压和蒸汽压来精确地控制硫化钼层的厚度。
分压代表悬浮在空气中的原子或分子聚集成固体沉淀到基片上的趋势;蒸汽压代表基片上的固体原子或分子汽化进入空气的趋势。为在基片上获得单层硫化钼,分压必须高于蒸汽压;分压越高,沉积到底部的硫化钼层就越多。如果分压高于在基片上形成单层薄膜的蒸汽压,但又低于形成双层薄膜的蒸汽压,那么在分压和蒸汽压之间的这种平衡能确保在单层硫化钼薄膜形成后薄膜生长自动停止,不再向多层发展。这就是“薄膜的自限制生长”。
分压通过调节高温炉内氯化钼的量来控制,炉内钼的量越多,分压则越高。曹林友表示,利用该技术,他们每次都获得了晶片大小、原子直径厚的硫化钼单层薄膜。同时还可以通过改变分压获得2—4个原子直径厚的硫化钼薄膜。
研究人员目前在试图寻找其他的方式,以制造类似的但每个原子层由不同材料组成的薄膜。同时,他们也在利用新技术制作场效应晶体管和发光二极管。
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