Un gruppo di ricerca ha sviluppato un nuovo processo di deposizione di film sottile per materiali a base di seleniuro di stagno. Questo processo utilizza il metodo di deposizione chimica in fase vapore metallo-organica (MOCVD), consentendo la deposizione di film sottili su grandi superfici di wafer a una temperatura bassa di 200°C, ottenendo precisione e scalabilità eccezionali.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati online in Advanced Materials il 9 aprile 2024.
MOCVD è una tecnica all'avanguardia che impiega precursori gassosi per eseguire reazioni chimiche con straordinaria precisione, rendendo possibile depositare pellicole sottili su materiali su scala wafer utilizzati nei semiconduttori.
Grazie a questo metodo innovativo, il team è stato in grado di sintetizzare materiali di seleniuro di stagno (SnSe2 , SnSe) con spessori uniformi in pochi nanometri su unità wafer.
Per ottenere la deposizione a basse temperature, il team ha separato strategicamente le sezioni di temperatura per la decomposizione del ligando e la deposizione del film sottile. Regolando il rapporto tra i precursori di stagno e selenio e la portata del gas argon che trasporta il precursore, sono stati in grado di controllare meticolosamente il processo di deposizione, ottenendo elevata cristallinità, allineamento regolare e fase e spessore controllati dei film sottili.
Questo processo avanzato ha consentito la deposizione uniforme di film sottili a una bassa temperatura di circa 200°C, indipendentemente dal substrato utilizzato, dimostrando il suo potenziale per varie applicazioni elettroniche su larga scala. Il team ha applicato con successo questo metodo all'intero wafer, mantenendo la stabilità chimica e l'elevata cristallinità in entrambi i tipi di film sottili di seleniuro di stagno.
Il gruppo di ricerca è stato guidato dal professor Joonki Suh della Graduate School of Semiconductor Materials and Devices Engineering e del Dipartimento di scienza e ingegneria dei materiali dell'UNIST, in collaborazione con il professor Feng Ding dell'Accademia cinese delle scienze in Cina, il professor Sungkyu Kim di Sejong University e il professor Changwook Jeong dell'UNIST.
L'autore principale Kim ha sottolineato l'importanza di questo studio nel superare i limiti dei metodi di deposizione esistenti, dimostrando la capacità di depositare materiali polifase su vaste aree senza alterare la composizione chimica. Questa svolta apre le porte ad applicazioni nei dispositivi elettronici e a ulteriori ricerche sui materiali a base di seleniuro di stagno.
Il professor Suh ha evidenziato la natura innovativa di questo studio nel proporre una strategia di processo unica basata sul comportamento termodinamico e dinamico in base alla fase dei materiali a film sottile semiconduttori. Il team mira a far avanzare la ricerca sulle applicazioni dei dispositivi elettronici sviluppando processi personalizzati per materiali semiconduttori di prossima generazione.
Ulteriori informazioni: Sungyeon Kim et al, Approcci sintetici abilitati al MOCVD fase-centrico per seleniuri di stagno 2D su scala wafer, Materiali avanzati (2024). DOI:10.1002/adma.202400800
Informazioni sul giornale: Materiali avanzati
Fornito da Ulsan National Institute of Science and Technology
