韩国团队找到二维半导体生长控制方法 为未来芯片铺路

【CNMO科技消息】韩国科学技术院与初创企业TDS Innovation等机构的研究人员开发出一种控制二维半导体晶体生长起点的方法，可在预设区域中心形成单晶，有望减少晶界并提升器件一致性。相关研究于10月7日发表。

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二维材料由单层或少数原子层构成。石墨烯虽然具有代表性，但因缺少固有带隙，不适合用于传统开关晶体管。二硫化钼等过渡金属硫族化合物具有带隙，被视为未来晶体管和纳米器件的候选材料。不过，这类材料在晶圆上生长时，通常会在随机位置成核。多个晶体相遇后产生的晶界会影响电学性能，也会降低器件均匀性。

研究团队提出蚀刻通量介导的单中心成核工艺。该方法利用氧化物屏障释放氧，形成横向蚀刻通量，抑制图案化生长区域内其他位置的晶体成核，仅保留几何中心作为生长起点。

在面积为两平方厘米的衬底测试中，400个图案化位置有397个成功形成单晶，良率达到99.3%。研究人员还利用该工艺制造出可工作的场效应晶体管，其载流子迁移率高于此前报道的选择性生长二硫化钼晶体管。

二维半导体还可与硅芯片堆叠，使逻辑与存储单元距离更近，并用于垂直堆叠不同类型晶体管的互补场效应晶体管。TDS Innovation计划推动相关技术在2030年前后实现商业应用，但具体量产时间仍取决于后续验证。