麻省理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種突破性的技術(shù)，可以在完全制造的硅芯片上直接生長二維過渡金屬二氯化物（TMD）材料，從而實現(xiàn)更密集的集成。傳統(tǒng)的方法需要大約600℃的溫度，這可能會損壞硅晶體管和電路，因為它們在400℃以上就會分解。

麻省理工學(xué)院的團隊克服了這一挑戰(zhàn)，創(chuàng)造了一種低溫生長工藝，保留了芯片的完整性，使二維半導(dǎo)體晶體管可以直接集成在標(biāo)準(zhǔn)硅電路之上。

新方法在整個8英寸晶圓上生長出一個光滑、高度均勻的層，而不像以前的方法，在將二維材料轉(zhuǎn)移到芯片或晶圓之前，要在其他地方生長二維材料。這一過程經(jīng)常導(dǎo)致不完美，對設(shè)備和芯片性能產(chǎn)生負面影響。

此外，這項新技術(shù)可以在不到一個小時的時間里在8英寸晶圓上生長出一層均勻的TMD材料，與以前的方法相比，這是一個重大的改進，因為以前的方法需要一天以上的時間才能完成一個單層。這項技術(shù)的增強的速度和均勻性使它適合于商業(yè)應(yīng)用，因為8英寸或更大的晶圓是必不可少的。研究人員專注于二硫化鉬，一種靈活、透明的二維材料，具有強大的電子和光子特性，是半導(dǎo)體晶體管的理想選擇。

他們?yōu)榻饘儆袡C化學(xué)氣相沉積工藝設(shè)計了一種新爐子，它有獨立的低溫和高溫區(qū)域。硅片被放置在低溫區(qū)，同時氣化的鉬和硫前體流入爐內(nèi)。鉬保持在低溫區(qū)，而硫前體在高溫區(qū)分解，然后流回低溫區(qū)，在硅片表面生長出二硫化鉬。

人工智能、汽車和高性能計算等新興應(yīng)用要求計算非常密集，而堆疊晶體管可能是一個挑戰(zhàn)。這種新方法對行業(yè)有重大影響，能夠快速、有效地將二維材料整合到工業(yè)制造中。未來的發(fā)展包括對該技術(shù)進行微調(diào)，以生長多層二維晶體管，并探索柔性表面的低溫生長工藝，如聚合物、紡織品，甚至是紙張。

審核編輯 ：李倩