走査型非線形誘電率顕微鏡による機械剥離WSe_2/SiO_2と架橋型WSe_2のキャリア分布の観察

摘要

層状半導体は原子オーダの薄さで半導体の性質を示すことから，新規な半導体材料として注目されている．Wse_2は層状半導体の一種であり，非ドープの場合，両極性動作することが知られている．また，その特性を応用したFETなどが試作されている．層状半導体は厚さが原子オーダと非常に薄いため，基板などとの界面の固定電荷や不純物散乱などでその電気特性が影響を受けやすい．これらの影響を抑制するため，基板から層状半導体を浮かせた架橋型構造にすることが有効であると期待される．そこで本研究では，スコッチテープ法によりSiO_2/Si基板に転写されたWse_2と架橋型Wse_2の2つの試料のキャリア分布とその直流バイアス依存性を走査型非線形誘電率顕微(SNDM)を用いて評価比較した． SNDMは半導体材料・デバイスのキャリア分布をナノスケールで観察可能なプローブ顕微鏡である．SNDM では，探針と半導体間に電圧を印加した場合に生じる空乏層由来の容量変化(dC/dV)を測定する．dC/dV の符号は p 型，n 型により異なり，またその絶対値はキャリア濃度に依存する．よって，dC/dV を測定することで多数キャリア分布が観察可能となる．