快科技4月9日消息，国防科技大学前沿交叉学科学院研究团队与中国科学院金属研究所联合攻关，在新型高性能二维半导体晶圆级生长和可控掺杂领域取得重要突破。

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）。