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生長技術，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)應用過渡。2023年7月4日，相關研究成果表于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應用。

晶圓級二維半導體的批量制備，是推動相應先進技術向產(chǎn)業(yè)化過渡的關鍵所在。二維半導體薄膜尺寸需達到與硅基技術兼容的直徑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實際應用亟待解決的關鍵問題之一。

目前，基于化學氣相沉積技術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研究、產(chǎn)業(yè)化制造等方面的材料需求。

研究內容

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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