我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在二維半導(dǎo)體領(lǐng)域獲進(jìn)展突破大尺寸薄膜制備難題

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2026-01-30 11:56:53 中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng)

我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在二維半導(dǎo)體領(lǐng)域獲進(jìn)展突破大尺寸薄膜制備難題！隨著硅基芯片性能逼近物理極限，全球科學(xué)家正在尋找替代方案，以二硫化鉬為代表的二維半導(dǎo)體成為研究熱點(diǎn)。南京大學(xué)王欣然、李濤濤團(tuán)隊(duì)與東南大學(xué)王金蘭團(tuán)隊(duì)合作，在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表論文，介紹了一種創(chuàng)新的“氧輔助金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積技術(shù)”，解決了大尺寸二硫化鉬薄膜規(guī)模化制備的技術(shù)難題。

二硫化鉬電學(xué)性能優(yōu)異，但要替代硅基材料并不容易。作為后來(lái)者，二硫化鉬需要適應(yīng)現(xiàn)有半導(dǎo)體產(chǎn)線的成熟工藝，即金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積技術(shù)。在這一過(guò)程中，金屬有機(jī)前驅(qū)體受熱分解，反應(yīng)產(chǎn)物附著在襯底表面形成二硫化鉬薄膜。然而，傳統(tǒng)方法存在生長(zhǎng)速率慢和含碳雜質(zhì)的問(wèn)題，嚴(yán)重影響薄膜質(zhì)量。

為解決這些問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年努力，提出引入氧氣輔助的方法。氧氣在高溫環(huán)境下與前驅(qū)體中的碳元素結(jié)合，減少了碳污染。通過(guò)這種方法，團(tuán)隊(duì)成功試制了6英寸二硫化鉬薄膜，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，薄膜生長(zhǎng)速率較傳統(tǒng)方法提升了兩到三個(gè)數(shù)量級(jí)。

目前，團(tuán)隊(duì)已掌握了二維半導(dǎo)體襯底工程和動(dòng)力學(xué)調(diào)控等產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)。由于硅基半導(dǎo)體產(chǎn)線主要使用12英寸薄膜，團(tuán)隊(duì)正加緊研發(fā)新型氣相沉積設(shè)備，下一步將嘗試規(guī)模化制備12英寸二硫化鉬薄膜。此次研究攻克了傳統(tǒng)金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積技術(shù)長(zhǎng)期難以解決的動(dòng)力學(xué)限制與碳污染難題，對(duì)加快推動(dòng)二維半導(dǎo)體從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)線具有重要意義。我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在二維半導(dǎo)體領(lǐng)域獲進(jìn)展突破大尺寸薄膜制備難題！

(責(zé)任編輯：0882)

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