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中国团队成功实现12英寸二维半导体晶圆(烘箱)批量制备技术
来源:中国科学报 | 作者:隽思半导体设备部 | 发布时间: 2023-07-12 | 329 次浏览 | 分享到:

近日,《科学通报》以《模块化局域元素供应技术批量制备12英寸过渡金属硫族化合物》为题,在线发表了松山湖材料实验室/北京大学教授刘开辉、中国科学院院士王恩哥团队,松山湖材料实验室/中国科学院物理研究所研究员张广宇团队及合作者最新研究成果。


该研究提出模块化局域元素供应生长技术,成功实现了半导体性二维过渡金属硫族化合物晶圆(烘箱)批量化高效制备,晶圆尺寸可从2英寸扩展至与现代半导体工艺兼容的12英寸,有望推动二维半导体材料由实验研究向产业应用过渡,为新一代高性能半导体技术发展奠定了材料基础。


二维半导体是一种新兴半导体(烘箱)材料,具有优异的物理化学性质,以单层过渡金属硫族化合物为代表。与传统半导体发展路线类似,晶圆材料是推动二维半导体技术迈向产业化的根基。如何实现批量化、大尺寸、低成本制备二维半导体晶圆是亟待解决的科学问题。


针对二维半导体晶圆的尺寸放大与批量制备核心科学问题,研究人员提出了一种全新的模块化局域元素供应生长策略,实现了二维半导体最大到12英寸晶圆(烘箱)的批量化制备。


为了解决批量化制备的难题,研究人员在单层过渡金属硫族化合物制备过程中,实验设计将所需的多种前驱体与生长衬底以“面对面”模式组装构成单个生长模块。过渡金属元素与硫族元素按精确比例局域供应至生长衬底,实现单层过渡金属硫族化合物晶圆的高质量制备。多个生长模块可通过纵向堆叠组成阵列结构,实现多种尺寸晶圆薄膜的低成本批量化制备。


该研究成果为二维半导体晶圆的大尺寸、规模化制备提供了一种全新的技术方案,有望推动二维半导体走向产业应用。