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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:曾珮瑜
研究生(外文):Tseng, Pei-Yu
論文名稱:利用氟化鎂對二硫化鎢奈米片施加應力以提升電晶體元件載子遷移率
論文名稱(外文):Raising mobilities of WS2 nanosheet FET by using MgF2 induced stress and strain
指導教授:簡紋濱簡紋濱引用關係
指導教授(外文):Jian, Wen-Bin
口試委員:陳俊太
口試委員(外文):Chen, Jun-Tai
口試日期:2023-6-5
學位類別:碩士
校院名稱:國立陽明交通大學
系所名稱:理學院應用科技學程
學門:自然科學學門
學類:其他自然科學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2023
畢業學年度:111
語文別:中文
論文頁數:43
中文關鍵詞:過渡金屬二維材料二硫化鎢電子遷移率亞臨界擺幅
外文關鍵詞:Transition Metal Dichalcogenides (TMDs)WS2MobilitySubthreshold swing
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中文提要 ………………………………………………………………i
英文提要 ………………………………………………………………ii
誌謝 ………………………………………………………………iv
目錄 ………………………………………………………………v
圖目錄 ………………………………………………………………vii
一、 緒論
1.1 二維材料的簡介 …………………………………………1
1.2 研究動機與目的 …………………………………………3

二、 文獻探討
2.1 二硫化鎢(WS2)的特性與結構 ……………………………4
2.2 二維過渡金屬的拉伸及壓縮效應 ………………………6
2.3 材料拉伸效應與電子遷移率的關係 ……………………9
2.4 拉伸應力的方法 …………………………………………10

三、 數據分析之理論介紹
3.1 電晶體場效應(Field effect transistor, FET)………12
3.2 輸出特性ID-VD圖 ………………………………………… 13
3.3 載子遷移率(Carrier mobility) ……………………………15
3.4 利用拉曼光譜儀分析材料應力 …………………………17

四、 實驗方法與步驟
4.1 元件製程儀器介紹 ………………………………………19
4.1.1 二維材料撕貼對位系統 …………………………19
4.1.2 拉曼光譜儀(Raman Spectrometer) ………………20
4.1.3 原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope, AFM) ………21
4.1.4 電子束微影系統(Electron-beam Lithography, EBL)…………23
4.1.5 熱蒸鍍系統(Thermal Evaporation System) …………25
4.1.6 元件量測系統(Measurement System) ………………26
4.2場效電晶體元件製程方法介紹 …………………………27
4.2.1 基板的清洗 …………………………………………27
4.2.2 二維材料撕貼 ………………………………………28
4.2.3 光學定位及電路設計 ………………………………29
4.2.4 光阻的塗佈 …………………………………………29
4.2.5 電子束微影 & 顯影 ………………………………31
4.2.6 熱蒸鍍 ……………………………………………… 32
4.2.7 光阻舉離 …………………………………………… 33
4.2.8 樣品組成結構介紹 …………………………………33
4.3 電性量測 …………………………………………………34

五、 研究成果與討論
5.1 二硫化鎢場效電晶體電性 ………………………………35
5.2 利用沉積氟化鎂拉伸二硫化鎢 …………………………36
5.3 有無拉伸二硫化鎢場效電晶體的電性量測比較 ………38

六、 結論 ………………………………………………………42

七、 參考文獻 …………………………………………………43
[1]K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, & A. A. Firsov. (2004). Science, 306, 666.
[2]Patel , D., & Ahmad, A. (2023). Planar to FinFET to Nanosheet to Complementary FET to 2D.
[3]Toh, R. (2017). 3R Phase of MoS2 and WS2 Outperforms the Corresponding 2H Phase for Hydrogen Evolution.
[4]Pena, T., Chowdhury, S. A., Azizimanesh, A., Sewaket, A., & Stephen, M. (2021). Strain Engineering 2D MoS2 with Thin Film Stress Capping Layers.
[5]Yang, S., Chen, Y., & Jiang, C. (2021). Stretchable Electronics: Materials, Fabrications, and Applications.
[6]Moghaddam, M. H. (2009). Design of a Compact Ion Implanter for MEMS Applications.
[7]Chemicals, S. (2013). Importance of Precursor Selection in CVD/ALD Processes.
[8]國立清華大學. (2018). 場效電晶體簡介. http://ezphysics.nchu.edu.tw/prophys/electron/lecturenote/FET.pdf
[9]鄭晃忠, 劉傳璽. (2011). 新世代積體電路製程技術 (3rd ed.). 東華.
[10]范庭逡. (2022). Exploring Effects of Stress and Strain on Electron Transport and Field-Effect Performance of Few-Layer MoS2 Transistors.
[11]共聚焦拉曼顯微鏡. (n.d.). Alpha300R代理商官方網站. https://www.teo.com.tw/products
[12]Roiter, Y., & Minko, S. (2005). AFM Single Molecule Experiments at the Solid-Liquid Interface: In Situ Conformation of Adsorbed Flexible Polyelectrolyte Chains. Science, 171, 52.
[13]Giessibl, L., & Franz, J. (2003). Advances in Atomic Force Microscopy. Science, 251, 148.
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