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中國團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)12英寸二維半導(dǎo)體晶圓(烘箱)批量制備技術(shù)
來源:中國科學(xué)報(bào) | 作者:雋思半導(dǎo)體設(shè)備部 | 發(fā)布時(shí)間: 2023-07-12 | 738 次瀏覽 | 分享到:

近日,《科學(xué)通報(bào)》以《模塊化局域元素供應(yīng)技術(shù)批量制備12英寸過渡金屬硫族化合物》為題,在線發(fā)表了松山湖材料實(shí)驗(yàn)室/北京大學(xué)教授劉開輝、中國科學(xué)院院士王恩哥團(tuán)隊(duì),松山湖材料實(shí)驗(yàn)室/中國科學(xué)院物理研究所研究員張廣宇團(tuán)隊(duì)及合作者最新研究成果。


該研究提出模塊化局域元素供應(yīng)生長技術(shù),成功實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體性二維過渡金屬硫族化合物晶圓(烘箱)批量化高效制備,晶圓尺寸可從2英寸擴(kuò)展至與現(xiàn)代半導(dǎo)體工藝兼容的12英寸,有望推動二維半導(dǎo)體材料由實(shí)驗(yàn)研究向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用過渡,為新一代高性能半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展奠定了材料基礎(chǔ)。


二維半導(dǎo)體是一種新興半導(dǎo)體(烘箱)材料,具有優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì),以單層過渡金屬硫族化合物為代表。與傳統(tǒng)半導(dǎo)體發(fā)展路線類似,晶圓材料是推動二維半導(dǎo)體技術(shù)邁向產(chǎn)業(yè)化的根基。如何實(shí)現(xiàn)批量化、大尺寸、低成本制備二維半導(dǎo)體晶圓是亟待解決的科學(xué)問題。


針對二維半導(dǎo)體晶圓的尺寸放大與批量制備核心科學(xué)問題,研究人員提出了一種全新的模塊化局域元素供應(yīng)生長策略,實(shí)現(xiàn)了二維半導(dǎo)體最大到12英寸晶圓(烘箱)的批量化制備。


為了解決批量化制備的難題,研究人員在單層過渡金屬硫族化合物制備過程中,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將所需的多種前驅(qū)體與生長襯底以“面對面”模式組裝構(gòu)成單個(gè)生長模塊。過渡金屬元素與硫族元素按精確比例局域供應(yīng)至生長襯底,實(shí)現(xiàn)單層過渡金屬硫族化合物晶圓的高質(zhì)量制備。多個(gè)生長模塊可通過縱向堆疊組成陣列結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)多種尺寸晶圓薄膜的低成本批量化制備。


該研究成果為二維半導(dǎo)體晶圓的大尺寸、規(guī)模化制備提供了一種全新的技術(shù)方案,有望推動二維半導(dǎo)體走向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。


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