韩国团队开发控制二维半导体晶体生长的方法 有望提高器件一致性

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。

研究团队成功开发新技术以提升二维半导体晶体品质

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。然而，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，亦会降低器件均匀性。

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晶片堆叠，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。