近日，北京大學物劉開輝教授課題組與合作者提出模塊化局域元素供應(yīng)生長技術(shù)，成功實現(xiàn)半導體性二維過渡金屬硫族化合物晶圓高效批量化制備，尺寸從2英寸擴展至與主流半導體工藝兼容的12英寸，有望推動二維半導體材料由實驗研究向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用過渡。2023年7月4日，相關(guān)研究成果表于Science Bulletin期刊。

研究背景

近年來，二維過渡金屬硫族化合物是最具應(yīng)用前景的二維半導體材料體系之一，有望推動新一代高性能電子、光電子器件變革性技術(shù)應(yīng)用。

晶圓級二維半導體的批量制備，是推動相應(yīng)先進技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化過渡的關(guān)鍵所在。二維半導體薄膜尺寸需達到與硅基技術(shù)兼容的直徑300 mm（12-inch）標準，以平衡器件產(chǎn)量與制造成本。因此，批量化、大尺寸、低成本制備過渡金屬硫族化合物晶圓是二維材料走向?qū)嶋H應(yīng)用亟待解決的關(guān)鍵問題之一。

目前，基于化學氣相沉積技術(shù)制備的二維半導體晶圓尺寸主要集中在2-4英寸，生產(chǎn)效率通常限制于每批次一片，難以滿足逐漸增長的二維半導體在基礎(chǔ)研究、產(chǎn)業(yè)化制造等方面的材料需求。

研究內(nèi)容

針對上述難題，劉開輝團隊與合作者提出了一種全新的模塊化局域元素供應(yīng)生長策略，實現(xiàn)了2-12英寸過渡金屬硫族化合物晶圓的批量化制備。

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