Kontakt-Metall–MoS2-Oberflächenreaktionen und potenzielle Auswirkungen auf die Leistung von MoS2-basierten Geräten

Dünne Filme von Kontaktmetallen, speziell Au, Ir, Cr und Sc, werden auf exfoliertem, masse MoS2 mittels Elektronenstrahldeposition unter zwei verschiedenen Reaktor-Basisdruckbedingungen abgeschieden, um die Chemie der Kontaktmetall–MoS2-Oberfläche und deren Abhängigkeit von der Reaktoratmosphäre zu bestimmen. Das hoch arbeitende Metal Au reagiert unabhängig von der Reaktoratmosphäre nicht mit MoS2. Im Gegensatz dazu werden bei der Ablagerung von Ir, einem weiteren hoch arbeitenden Metall, sowohl unter Hochvakuum (HV, ∼ 1 × 10–6 mbar) als auch unter Ultrahochvakuum (UHV, ∼ 1 × 10–9 mbar) interfaciale Reaktionen zwischen MoS2 und diesem Metall beobachtet. Interfaciale Reaktionen treten zwischen Metallen mit niedrigen Arbeitsfunktionen (Cr, Sc) in der Nähe der Elektronenaffinität von MoS2 auf, wenn das Kontaktmetall unter UHV-Bedingungen abgeschieden wird. Darüber hinaus wird Sc schnell auf der MoS2-Oberfläche oxidiert, während Cr bei der Ablagerung unter HV-Bedingungen nur teilweise oxidiert wird. Dies deutet darauf hin, dass die Atmosphäre der Abscheidekammer die Chemie des Kontaktmetalls zusätzlich zu der Chemie an der Kontaktmetall–MoS2-Oberfläche beeinflussen kann. Diese Ergebnisse verdeutlichen die wahre Chemie einiger Kontaktmetall–MoS2-Oberflächen und deren Abhängigkeit von der Abscheideatmosphäre und heben die Notwendigkeit hervor, die chemischen Zustände an der Oberfläche und deren Auswirkungen auf den Kontaktwiderstand mit MoS2 zu berücksichtigen.