The invention relates to a method for atomic layer deposition of MoS2 film, which comprises the following steps: a bottle of molybdenum source and heating source, heating the reaction cavity with substrate samples placed by carrier gas; molybdenum source into the reaction chamber, the molybdenum source and substrate surface sample self limiting chemical adsorption, molybdenum source after blowing and continue to pass into the carrier gas, rinse reaction by-products and residual molybdenum source; using carrier gas to hydrogen sulfide into the reaction chamber, the hydrogen sulfide and molybdenum source self limiting chemical reaction, the substrate samples generated on the surface of MoS2 film, hydrogen sulfide into the end, continue to pass into the carrier gas to remove reaction by-products and residual hydrogen sulfide rinse off. The molybdenum disulfide film prepared by the invention has the advantages of uniform quality, smooth surface and accurate thickness control.
【技术实现步骤摘要】
一种原子层沉积二硫化钼薄膜的方法
本专利技术涉及原子层沉积
,具体涉及一种二硫化钼薄膜的制备方法。
技术介绍
近年来,作为一种层状过渡金属硫化物的二硫化钼(MoS2),由于具有优异的机械、电学、光学和催化性能而引起了广泛的关注,其在加氢脱硫催化、光伏电池、光催化、纳米摩擦、锂电池和干润滑等领域引起了一股研究热潮。二硫化钼常见的结构形式有三种:1T形、2H形、3R形。天然的2H-MoS2晶体是典型的层状结构,分子层之间的距离为1.23nm,每一个分子层的厚度为0.625nm。每一个二硫化钼分子层又分为3个原子层,中间一层为钼原子,上下两层为硫原子,每一个钼原子被6个硫原子所包围。在分子层内部,硫和钼原子以稳定的化学键相结合,分子层之间以很弱的范德华力相结合。当受到剪切力时,层与层之间极易形成滑移面,该滑移可以有效降低摩擦系数,减少材料的磨损。二硫化钼是一种性能依赖层数的半导体材料,当层数由多层变为单层时,其从1.2eV的间接带隙半导体变为1.9eV的直接带隙半导体,使发光效率大大增加,二硫化钼在光电子器件领域的潜在应用已经引起广泛的注意。通常采用机械剥离的方法来制备层状二硫化钼薄膜,该方法制备的二硫化钼具有完美的晶体结构。但是,该方法制备的二硫化钼薄膜尺寸较小,而且效率非常低。由于尺寸和效率的限制,机械剥离制备二硫化钼薄膜的方法不能在集成电路制造等领域大规模应用。人工合成生长大面积、高质量的二硫化钼薄膜显得尤为迫切。基于现有的半导体工业技术,研究比较热门的人工合成二硫化钼的方法是化学气相沉积法(CVD)。该方法是通过对钼源(MoO3或MoCl5)和硫源 ...
【技术保护点】
一种原子层沉积二硫化钼薄膜的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一.将钼源装入源瓶,加热到第一预设温度并保持到第一预设时间,将置有基底样品的反应腔加热到第二预设温度并保持到第二预设时间;步骤二.利用载气将钼源送入反应腔,从开始送入到送入结束的时间保持在第三预设时间,使钼源与基底样品表面发生自限制化学吸附,钼源蒸气送入结束后,继续通入载气并保持到第四预设时间,将反应副产物和残余的钼源冲洗干净;步骤三.利用载气将硫化氢送入反应腔,从开始送入到送入结束的时间保持在第五预设时间,使硫化氢与钼源发生自限制化学反应,在基底样品上生成二硫化钼薄膜,硫化氢吹入结束后,继续通入载气并保持到第六预设时间,将反应副产物和残余硫化氢冲洗掉。
【技术特征摘要】
1.一种原子层沉积二硫化钼薄膜的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一.将钼源装入源瓶,加热到第一预设温度并保持到第一预设时间,将置有基底样品的反应腔加热到第二预设温度并保持到第二预设时间;步骤二.利用载气将钼源送入反应腔,从开始送入到送入结束的时间保持在第三预设时间,使钼源与基底样品表面发生自限制化学吸附,钼源蒸气送入结束后,继续通入载气并保持到第四预设时间,将反应副产物和残余的钼源冲洗干净;步骤三.利用载气将硫化氢送入反应腔,从开始送入到送入结束的时间保持在第五预设时间,使硫化氢与钼源发生自限制化学反应,在基底样品上生成二硫化钼薄膜,硫化氢吹入结束后,继续通入载气并保持到第六预设时间,将反应副产物和残余硫化氢冲洗掉。2.根据权利要求1所述的原子层沉积二硫化钼薄膜的方法,其特征在于,所述第一预设温度是50~250℃;所述第二预设温度是200~500℃。3.根据权利要求1或2所述的原子层沉积二硫化钼薄膜的方法,其特征在于,所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘磊,黄亚洲,吕俊,杨俊杰,陈云飞,倪中华,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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