【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体材料制备，尤其涉及一种常压制备厘米级二硫化钼薄膜的方法。
技术介绍
1、二维过渡金属硫族化合物(tmdcs)是一类面内以共价键连接、层间以范德华力相互作用的层状材料。二硫化钼(mos2)作为最早被研究的tmdcs之一，因其独特的电学性能被认为是下一代半导体材料的热门候选，因此研究mos2薄膜的制备在基础研究和实际应用上都具有重要的研究意义。
2、研究显示钠(na)离子的存在将有效降低mos2的形成势垒，促进其晶畴的横向生长，从而获得更大晶畴更少缺陷的mos2薄膜。当前在生长中引入na离子辅助mos2生长的方式主要有两种：一是在钼源里加入氯化钠粉末，但制备的mos2薄膜表面往往会残留未反应的过量na2s颗粒，这将影响薄膜性能的均匀性及下一步应用；二是在钠钙玻璃上直接生长mos2薄膜，但之后需要将mos2薄膜转移到二氧化硅/硅(sio2/si)工作衬底上以便进一步应用，转移过程显然将影响薄膜的性能，因此如何在二氧化硅/硅衬底直接生长mos2薄膜的过程中引入na离子的辅助，仍然是一个值得探索的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：提供一种常压制备厘米级mos2薄膜的方法，在二氧化硅/硅衬底上生长的过程中有效引入na离子的辅助，在此基础上获得高质量的mos2薄膜，进一步推动其在电学器件上的应用。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种通过常压制备厘米级mos2薄膜的方法，包括以下步骤：
4、(1)清洗石墨舟
5、(2)用电子秤称量硫粉(s)，送入管式炉的第一温区；用电子秤称量氧化钼粉(moo3)，将称量好的moo3粉末平铺在石墨舟，然后盖上钠钙玻璃，接着将sio2/si衬底放置在钠钙玻璃上方，最后将石墨舟里送入管式炉的第二温区，如图1所示；在氩气100sccm下，将第一温区和第二温区升温至110℃，保温10min，去除水蒸气。
6、(3)保持第一温区温度不变，将第二温区升温至750℃，然后在一定氩气气氛下保温一定时间，使moo3粉末溶解在熔融态的钠钙玻璃中。
7、(4)在一定氩气气氛下，将第一温区和第二温区分别升温至150-350℃和750-900℃，然后在大气压下保温生长时间，进行mos2薄膜生长，最后自然冷却至室温，即得到厘米级的mos2薄膜。
8、进一步地，步骤(2)中，s粉质量为30-2000mg。
9、进一步地，步骤(2)中，moo3粉末质量为1-50mg。
10、进一步地，步骤(3)中，氩气流量为5-20sccm。
11、进一步地，步骤(3)中，保温时间为10-30min。
12、进一步地，步骤(4)中，氩气流量为10-200sccm。
13、进一步地，步骤(4)中，第一温区温度为150-350℃。
14、进一步地，步骤(4)中，第二温区温度为750-900℃。
15、进一步地，步骤(4)中，生长时间为5-60min。
16、综上所述，采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
17、(1)本专利技术中，步骤(3)中，此时第一温区只有110℃，意味着硫没有蒸发起来参与反应；第二温区温度为750℃，钠钙玻璃变成熔融状态，由于moo3放置在钠钙玻璃下面，因此moo3将融进钠钙玻璃中，不会蒸发到上方的sio2/si衬底上。moo3融入熔融态的钠钙玻璃作为mo源，有益于步骤(4)中mos2的反应都在熔融态的钠钙玻璃处发生，以便na离子起到催化作用。
18、(2)本专利技术中，步骤(4)中，此时第一温区和第二温区分别提高到生长温度，硫被蒸发起来，在载气的带动下来到熔融的钠钙玻璃，在na离子的催化下和moo3反应在熔融的钠钙玻璃内部生成mos2；接着，mos2扩散来到熔融态玻璃表面；最后在载气的带动下在上方的sio2/si衬底上沉积形成连续薄膜。na离子的存在将有效降低mos2的形成势垒，进而促进晶畴的横向生长和抑制缺陷的形成，进而形成高质量的薄膜。
19、(3)本专利技术中，mos2薄膜的层数可以通过步骤(2)中的moo3质量和步骤(4)中的生长时间等加以控制。
20、(4)本专利技术中，高质量的厘米级mos2薄膜直接在sio2/si衬底上合成，有利于下一步在电学器件上的应用。
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1.一种通过常压制备厘米级二硫化钼(MoS2)薄膜的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种常压制备厘米级MoS2薄膜的方法，其特征在于：步骤(3)中，此时第一温区只有110℃，意味着硫没有蒸发起来参与反应；第二温区温度为750℃，钠钙玻璃变成熔融状态，由于MoO3放置在钠钙玻璃下面，因此MoO3将融进钠钙玻璃中，不会蒸发到上方的SiO2/Si衬底上。MoO3融入熔融态的钠钙玻璃作为Mo源，有益于步骤(4)中MoS2的反应都在熔融态的钠钙玻璃处发生，以便Na离子起到催化作用。
3.根据权利要求1所述的一种常压制备厘米级MoS2薄膜的方法，其特征在于：步骤(4)中，此时第一温区和第二温区分别提高到生长温度，硫被蒸发起来，在载气的带动下来到熔融的钠钙玻璃，在Na离子的催化下和MoO3反应在熔融的钠钙玻璃内部生成MoS2；接着，MoS2扩散来到熔融态玻璃表面；最后在载气的带动下在上方的SiO2/Si衬底上沉积形成连续薄膜。Na离子的存在将有效降低MoS2的形成势垒，进而促进晶畴的横向生长和抑制缺陷的形成，进而形成高质量的薄膜。
4.根据权利
...【技术特征摘要】
1.一种通过常压制备厘米级二硫化钼(mos2)薄膜的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种常压制备厘米级mos2薄膜的方法，其特征在于：步骤(3)中，此时第一温区只有110℃，意味着硫没有蒸发起来参与反应；第二温区温度为750℃，钠钙玻璃变成熔融状态，由于moo3放置在钠钙玻璃下面，因此moo3将融进钠钙玻璃中，不会蒸发到上方的sio2/si衬底上。moo3融入熔融态的钠钙玻璃作为mo源，有益于步骤(4)中mos2的反应都在熔融态的钠钙玻璃处发生，以便na离子起到催化作用。
3.根据权利要求1所述的一种常压制备厘米级mos2薄膜的...
【专利技术属性】
技术研发人员：鄢琳宜，吴潇健，李萍剑，李雪松，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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