提升1000倍！中国半导体研发重要突破

原子级厚度的二维半导体因迁移率高、带隙可调、栅控能力强，被视为后摩尔时代芯片材料的核心候选。

然而，传统硅基CMOS器件正逼近物理极限，现有二维半导体材料体系长期呈现N型材料多、P型材料少的失衡问题。

针对上述问题，联合团队建立了以液态金/钨双金属薄膜为衬底的化学气相沉积方法，实现了晶圆级、掺杂可调的单层WSi2N4（氮化钨硅）薄膜的可控生长。

新的制备方法让二维材料的单晶区域尺寸达到了亚毫米级别，生长速率较已有文献报道值高出约1000倍。

晶体管性能也得到了提升，单层WSi2N4不仅空穴迁移率高、开态电流密度大，而且强度高、散热好，化学性质也很稳定，综合性能在同类二维材料中表现突出。

研究结果表明，单层WSi2N4作为新型高性能P型沟道材料，在二维半导体CMOS集成电路中具有广阔的应用前景，有望为后摩尔时代自主可控的芯片技术提供关键材料和器件支撑。

相关成果以“晶圆级、掺杂可调的P型半导体单层WSi2N4薄膜”为题，近日在线发表于国际顶级期刊《国家科学评论》（National Science Review）。