Oppervlakte- en interfacekarakterisering van WS2-monolagen op waferschaal in natchemische oplossingen

Verwacht wordt dat in het tijdsbestek van 2030 CMOS-technologieknooppunten niet alleen op Si gebaseerde transistors kunnen bevatten, maar ook mogelijke 'Beyond-CMOS'-apparaten die zijn geïntegreerd met de klassieke CMOS-gebaseerde oplossingen. De alternatieve apparaten kunnen naast CMOS worden gebruikt voor specifieke functies. Er worden bijvoorbeeld apparaten onderzocht die tweedimensionale overgangsmetaal dichalcogeniden (2D TMDC's) als hun geleidingskanaal hebben. Hoewel apparaatverwerkingsstrategieën voor conventionele CMOS-technologieën goed ingeburgerd zijn, stelt het gebruik van 2D WS2 als atomair kanaalmateriaal nieuwe problemen. In dergelijke toepassingen blijft etsen een essentiële stap (bijv. laagselectieve verwijdering, uitsparing en controle van defecten). In tegenstelling tot droge etsprocessen die zwavelvacatures in de TDMC-monolaag kunnen induceren, bieden natchemische technieken een eenvoudig alternatief voor het verkrijgen van hoogwaardige oppervlakken met een lage defectiviteit. De afmetingen op atomaire schaal vereisen echter ultieme controle voor het handhaven en/of verbeteren van de elektronische eigenschappen op waferschaalniveau. Om deze doelen te bereiken, is basisinzicht nodig in de processen die plaatsvinden op de halfgeleider/elektrolyt-interface. Dit werk zal niet alleen bijdragen aan het effenen van de weg naar nieuwe device-architecturen, maar zal ook nieuw karakteriseringsonderzoek binnen imec mogelijk maken. Als promovendus leer je werken in een zeer dynamische en multiculturele omgeving en maak je kennis met een grote verscheidenheid aan analytische technieken en experimentele methoden. Inzicht in de chemische samenstelling van het oppervlak en de energie van de band zal worden verkregen door zowel ex-situ als post operando röntgenfoto-elektronenspectroscopie (XPS) en hoge-resolutie synchrotronstralingsfoto-emissiespectroscopie (SRPES). Ets- en passiveringsstudies op atoomschaal zullen worden aangevuld met ICP-MS-metingen, fotoluminescentie en elektrochemische poortingsexperimenten om oppervlaktechemie te relateren aan optische en elektronische eigenschappen van WS2-monolagen. Andere fysieke karakteriseringstechnieken zoals elastische terugslagdetectie-analyse (ERDA), elektrische metingen, atoomkrachtmicroscopie (AFM), scanning- en transmissie-elektronenmicroscopie (SEM, TEM) zijn beschikbaar om uw verkennend werk te ondersteunen.