Une équipe de recherche a développé un nouveau procédé de dépôt de couches minces pour les matériaux à base de séléniure d'étain. Ce processus utilise la méthode de dépôt chimique en phase vapeur organométallique (MOCVD), permettant le dépôt de couches minces sur de grandes surfaces de tranches à une basse température de 200 °C, offrant ainsi une précision et une évolutivité exceptionnelles.
Les résultats de la recherche ont été publiés en ligne dans Advanced Materials. le 9 avril 2024.
Le MOCVD est une technique de pointe qui utilise des précurseurs gazeux pour effectuer des réactions chimiques avec une précision exceptionnelle, permettant ainsi de déposer des films minces sur des matériaux à l'échelle d'une tranche utilisés dans les semi-conducteurs.
Grâce à cette méthode innovante, l'équipe a pu synthétiser des matériaux séléniures d'étain (SnSe2 , SnSe) avec des épaisseurs uniformes de quelques nanomètres seulement sur des unités de tranche.
Pour réaliser un dépôt à basse température, l’équipe a stratégiquement séparé les sections de température pour la décomposition du ligand et le dépôt de couches minces. En ajustant le rapport des précurseurs d’étain et de sélénium ainsi que le débit d’argon gazeux transportant le précurseur, ils ont pu contrôler méticuleusement le processus de dépôt, ce qui a permis d’obtenir une cristallinité élevée, un alignement régulier et une phase et une épaisseur contrôlées des films minces.
Ce procédé avancé a permis le dépôt uniforme de films minces à basse température d'environ 200°C, quel que soit le substrat utilisé, démontrant ainsi son potentiel pour diverses applications électroniques à grande échelle. L'équipe a appliqué avec succès cette méthode à l'ensemble de la tranche, en maintenant la stabilité chimique et une cristallinité élevée dans les deux types de films minces de séléniure d'étain.
L'équipe de recherche était dirigée par le professeur Joonki Suh de la Graduate School of Semiconductor Materials and Devices Engineering et du Département de science et d'ingénierie des matériaux de l'UNIST, en collaboration avec le professeur Feng Ding de l'Académie chinoise des sciences en Chine, le professeur Sungkyu Kim de Sejong. Université et professeur Changwook Jeong de l'UNIST.
L'auteur principal, Kim, a souligné l'importance de cette étude pour surmonter les limites des méthodes de dépôt existantes, démontrant la capacité de déposer des matériaux polyphasés sur de grandes surfaces sans modifier la composition chimique. Cette avancée ouvre la porte à des applications dans les appareils électroniques et à de nouvelles recherches sur les matériaux à base de séléniure d'étain.
Le professeur Suh a souligné le caractère innovant de cette étude en proposant une stratégie de procédé unique basée sur le comportement thermodynamique et dynamique en fonction de la phase des matériaux semi-conducteurs en couches minces. L'équipe vise à faire progresser la recherche sur les applications des appareils électroniques en développant des processus personnalisés pour les matériaux semi-conducteurs de nouvelle génération.
Plus d'informations : Sungyeon Kim et al, Approches synthétiques activées par MOCVD phase-centrique pour les séléniures d'étain 2D à l'échelle d'une tranche, Matériaux avancés (2024). DOI : 10.1002/adma.202400800
Informations sur le journal : Matériaux avancés
Fourni par l'Institut national des sciences et technologies d'Ulsan
