韩国研究人员找到了利用氧气控制二维半导体晶体生长位置的方法，目标是在2030年前实现商业化。

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《自然》杂志于10月7日发表的一项研究显示,研究人员证明了可以控制二维(2D)半导体晶体的起始生长位置。这可能有助于解决下一代芯片规模化制造的一个障碍。论文题为《Spatially deterministic nucleation of 2D semiconductors by etching flux》,作者团队包括韩国科学技术院(KAIST)的研究人员和韩国初创公司TDS Innovation。该技术利用刻蚀通量抑制每个图案化生长区域内除几何中心外其他位置的新晶体形成。

研究团队将这一工艺称为"刻蚀通量介导的单中心成核"(EF-SCN)。氧化物势垒释放的氧气形成横向刻蚀通量,从而抑制除图案中心外的成核。研究人员用该工艺制造了场效应晶体管(FET),报告的载流子迁移率高于此前报道的选择性生长二硫化钼(MoS₂)晶体管。在一块2厘米的衬底上,该工艺在400个图案化位点中的397个成功生长出单晶,良率为99.3%。这一结果对规模化有积极意义,但尚不能证明已具备商业化芯片生产能力。

TDS Innovation联合创始人兼联席CEO、论文共同作者Kibum Kang表示,将2D半导体器件堆叠在硅芯片上,可以让逻辑与存储更加靠近,在相同面积内集成更多功能,并减少数据搬运的时间和能耗。论文未说明此类工艺何时会进入量产芯片。TDS的Jony Jung表示,公司目标是在2030年前后实现2D半导体的商业应用,AI(包括物理AI和机器人)带来的需求可能推动这一进程,但具体量产时间仍取决于进一步验证。

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