达到“晶圆级别”加工

深蓝色的畅想

利用新的转印技术，该团队实现了任意金属电极阵列（如铜、银、金、铂、钛和镍）的无损转移，且转移成功率达到100%。

“以前人们也能做到小面积或数个器件的转印。”狄增峰解释说，“现在可以转印‘金属电极阵列’，包括一些电路、比较复杂的结构都可以转印，甚至达到‘晶圆级别’。”

“通过原子力显微镜、截面扫描透射电镜，我们证明了剥离后的金属表面呈现无缺陷的原子级平整。”该论文共同第一作者、中国科学院上海微系统与信息技术研究所博士后刘冠宇说，“而且，铜、银、金、铂、钛和镍6种金属电极阵列均可成功转印至二硫化钼沟道材料上，形成理想的金属/半导体界面，并观测到理论预测下的肖特基势垒（金属/半导体边界形成的具有整流作用的区域）高度调控行为。”

在进一步工作中，研究人员通过选择功函数匹配的金属电极，成功制备出低接触电阻的二硫化钼晶体管器件阵列。该晶体管器件阵列具有良好的性能一致性，其开关比超过106。

“业界普遍认为，开关比达到106是一个门槛。”该论文共同第一作者、中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员田子傲说，“这意味着该器件有较好的栅控能力，说明用这种技术转印出来的产品，可以高效稳定地工作。”

目前，该技术可实现4英寸晶圆转印，这意味着该技术已经达到了“晶圆级别”。

“这项研究有两个亮点，一是实现任意金属无损转印，二是能达到‘晶圆级别’大规模制造。”狄增峰解释说，“晶圆加工时，内部数亿、数十亿器件不可能逐个去加工，只有达到‘晶圆级别’加工，才能让二维材料集成电路逐步成为现实。”

制造工艺中，不同功能的二维材料需要不同种类的金属电极相匹配。石墨烯辅助金属电极转印技术削弱了基底与金属电极之间的作用力，因而可以转移多种金属。

对此，论文审稿人说，“希望（该论文）尽快发表，让更多的同行能尽快用上这样一个‘普适’（适用于多种金属转印）的技术”。

“目前我们离二维集成电路应用还很远，但二维材料是未来‘非硅时代’集成电路的重要发展方向。”狄增峰说，“该研究为二维集成电路走向应用做出了非常必要的探索。”

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