缺陷去除技术为更快、低功耗的半导体铺平了道路

由UNIST电气工程系的Jimin Kwon教授领导的一个研究小组与浦项制铁化学工程系的Yong Young Noh教授及其研究小组合作，报告了一种在200°C的温度下消除二硫化钼（MoS2）缺陷的新技术，二硫化钼是下一代半导体材料的有前景的候选者

现代半导体芯片，大约指甲大小，可以包含数十亿个组件。MoS2正在成为一种有前景的半导体材料，因为它有可能提高芯片密度并最大限度地减少漏电流，最终可能导致无热量、低功耗的半导体芯片，这引起了业界的极大关注

去除在低温下将MoS2集成到实际芯片中时出现的缺陷是商业化的关键挑战。这一点尤为重要，因为硅器件上MoS2的沉积必须在不损坏现有硅元件的情况下进行，而现有硅元件可能会受到高温的不利影响

研究小组在200°C下使用五氟苯硫醇（PFBT）修复MoS2中的缺陷，使钼与硫的原子比（Mo:S）恢复到接近理想的1:1.98。该研究发表在ACS Nano杂志上

通常，在沉积过程中，硫空位（SV）会产生缺陷，导致实际比率约为1:1.68，这会阻碍电子流动，影响半导体的性能和耐用性。因此，修复这些缺陷对于将材料恢复到其理论原子比至关重要

主要作者Haksoon Jung博士说：“我们技术的主要优点是它与现有的硅半导体后端（BEOL）工艺兼容，因为它可以在200°C以下的温度下发生。BEOL工艺连接基板上先前沉积的组件，必须在350°C以下进行，以防止损坏器件。”

五氟苯硫醇（PFBT）具有六方苯环，结合了硫醇官能团（-SH）和氟（-F）。巯基中的硫直接填充空位，而氟在诱导SV后有助于去除分子的非硫部分。这种化学反应的可行性已通过分子动力学模拟得到证实。此外，X射线光谱分析表明，SV确实在低温下被填充

与有缺陷的器件相比，用修复的MoS2制成的晶体管器件的电荷迁移率提高了2.5倍。更快的充电速度与更快的运行速度相关。此外，亚阈值摆动值（功耗的关键指标）降低了约40%