刘开辉教授课题组在12英寸二维半导体晶圆批量制备研究中取得进展

近日，北京大学物刘开辉教授课题组与合作者提出模块化局域元素供应生长技术，成功实现半导体性二维过渡金属硫族化合物晶圆高效批量化制备，尺寸从2英寸扩展至与主流半导体工艺兼容的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。2023年7月4日，相关研究成果表于Science Bulletin期刊。

研究背景

近年来，二维过渡金属硫族化合物是最具应用前景的二维半导体材料体系之一，有望推动新一代高性能电子、光电子器件变革性技术应用。

晶圆级二维半导体的批量制备，是推动相应先进技术向产业化过渡的关键所在。二维半导体薄膜尺寸需达到与硅基技术兼容的直径300 mm（12-inch）标准，以平衡器件产量与制造成本。因此，批量化、大尺寸、低成本制备过渡金属硫族化合物晶圆是二维材料走向实际应用亟待解决的关键问题之一。

目前，基于化学气相沉积技术制备的二维半导体晶圆尺寸主要集中在2-4英寸，生产效率通常限制于每批次一片，难以满足逐渐增长的二维半导体在基础研究、产业化制造等方面的材料需求。

研究内容

针对上述难题，刘开辉团队与合作者提出了一种全新的模块化局域元素供应生长策略，实现了2-12英寸过渡金属硫族化合物晶圆的批量化制备。

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