MoS2是一种具有类石墨烯结构的过渡金属硫化物，在许多领域的应用被深入研究[1,2]
MoS2具有层状结构，厚度对其能带结构的影响较大
厚度为单原子层的MoS2其禁带宽度为1.8 eV，属于直接带隙半导体；厚度增大到多原子层时半导体的能隙减小到1.29 eV，属于间接带隙半导体[3]
带隙的这种可调控性，使MoS2在半导体器件方面有广阔的应用前景
磁控溅射工艺高效、环保和可控，可用于制备大面积薄膜
用磁控溅射工艺制备的高性能MoS2薄膜，广泛用于固体润滑、MoS2基场效应晶体管和各种气敏传感器等方面[4,5]
MoS2的表体比较高，用磁控溅射制备的MoS2 薄膜表面较多的悬键使其表面活性较高，容易吸附空气中的水和氧而氧化(30%—40%为MoO3、少量硫氧化物)[6,7]
薄膜的抗氧化性，与其晶体结构和取向密切相关
薄膜表面的氧化，影响器件的输运性能和稳定性
当MoS2基场效应晶体管处于不同湿度环境时，MoS2薄膜表面吸附的水和氧使其电输运特性出现滞后[8]
元素掺杂能消除MoS2薄膜表面的部分悬键，从而改善薄膜表面的湿度敏感性[9]
同时，元素掺杂还能调控薄膜的电子结构和能带结构，有利于薄膜在电子领域的应用
本文使用非平衡磁控溅射系统制备纯MoS2 薄膜和Ti掺杂MoS2薄膜并将其置于恒温恒湿箱中在温度28℃、湿度70%条件下存储360 h，研究高湿存储对薄膜的表面化学状态和半导体性能的影响
1 实验方法1.1 MoS2薄膜和Ti-MoS2薄膜的制备
用Teer UDP-650型非磁控溅射设备制备MoS2 薄膜，基底为表面有二氧化硅层(300 nm)的<111>硅片
沉积薄膜前，先依次用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗硅片15 min，最后用干燥氮气吹干
使用如图1所示的对靶磁控溅射沉积薄膜
本底真空度达到1.50×10-6 Torr时向真空腔体中通入16 sccm 的Ar气并在基底施加-500 V的偏压，用电离的Ar+清洗基底表面的杂质，此过程的时间为900 s；随后逐渐将偏压升高到-70 V并将Ti靶电流增大到3.0 A
在基底表面沉积金属Ti作为过渡层，以增大薄膜与基底之间的结合力；沉积纯MoS2薄膜和不同Ti含量的Ti-MoS2薄膜时，保持Ar气的流量为16 sccm
样品架的旋转速度为5 r/min，控制MoS2靶电流为1.0
声明：
“Ti掺杂MoS2薄膜的抗氧化性和电学性能” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：谢明玲,张广安,史鑫,谭稀,高晓平,宋玉哲
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2025年06月06日 ~ 08日 
