유전체의 종류에 따른 Mo$S_2$ 트랜지스터의 게이트 바이어스와 빛에 대한 신뢰성에 관한 연구

Abstract

이황화몰리브덴은 그래핀의 얇은 플레이크의 박리가 성공적으로 이루어진 후로부터 최근까지 많은 주목을 받고 있다. 이황화몰리브덴을 채널 물질로서 이용한 트랜지스터는 다양한 분야에 응용될 잠재력을 갖고 있다. 하지만 이 트랜지스터의 전기적, 광학적 특성이 게이트 바이어스나 빛에 의해 변화하는 것이 관측되었다. 따라서 이를 다양한 분야에 응용하기 위해서는 안정성, 신뢰성을 확인하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 각각 이산화실리콘, 산화알루미늄, 육방정 질화붕소를 유전체로 갖는 이황화몰리브덴 트랜지스터를 이황화몰리브덴 플레이크의 골드를 이용한 박리법, 픽업 전사법을 이용하여 제작하였고, 게이트 바이어스 스트레스 조건에서 문턱전압의 불안정성을 측정하였다. 특히 양과 음의 게이트 바이어스를 인가하고 전달 특성을 확인하였다. 측정을 한 결과 문턱전압의 변화가 관측되었고 우리는 이것이 게이트 유전체, 채널과 유전체 사이의 계면에서의 전하 트랩이 주된 원인인 것을 확인하였다. 각각 다른 유전체를 갖는 이황화몰리브덴 트랜지스터의 문턱전압 불안정성이 서로 다른 경향을 보였다. 또한 우리는 게이트 바이어스 스트레스에 의해 유발된 광전도 특성을 확인하였고, 각각의 트랜지스터에서 다른 전류 감쇠 현상이 관측되었다. 문턱전압의 변화와 전류 감쇠를 펼쳐진 지수 함수로 근사하여 전하 트랩 메커니즘의 특성을 반영하는 파라미터들을 추출하였다. 이 연구의 결과는 이황화몰리브덴 트랜지스터의 유전체 효과와 이것의 전기적, 광학적 안정성을 이해하는 데에 도움이 될 것이다.