近日，2D Lab的硕士生许浒同学和张海马同学以第一作者的身份在Small杂志上发表了一篇题为《High-Performance Wafer-Scale MoS2 Transistors toward Practical Application》的文章。
原子层薄的过渡金属硫化物（TMD）被认为是新一代半导体器件的一个契机。然而到目前为止，大多数器件仍然基于微米尺度上机械剥离的过渡金属硫化物薄膜。该文章则提出了一种新的化学气相沉积合成方法，通过引入多层（ML）MoS2岛来提高器件性能。文章中采用四探针法提取接触电阻，发现相比于其他工作有下降一个数量级，这是由于在ML-MoS2岛额外的暴露边缘处形成了保形接触。为了探索数百个MOS2场效应晶体管的开启电压（VT）和场效应迁移率（μfe）等关键指标，该工作基于在2in上合成的连续MoS2薄膜制备了顶栅场效应晶体管（FET）阵列，其统计结果显示这些参数的波动性非常小。这些MOSFET中提取的场效应迁移率μfe约70 cm2 v−1 s−1，亚阈值摆幅约150 mV dec−1，这与机械剥离获得的最佳性能的顶栅MoS2 FET相当。本文的得到的结果是将二维TMDS扩展为功能系统的关键一步，为未来二维TMDS集成电路的发展铺平了道路。