复旦大学微电子学院周鹏在《自然综述·电子工程》评述二维材料晶体管工程化研究

二维材料是新兴的材料体系之一，其优秀的晶体结构使其在单原子层厚度下依然保持有良好的物理性能，意味着其具备进一步微缩的空间。这一本质上的特性驱动了国内外产业界和研究机构开展了大量二维材料体系下的新型器件研究，迄今为止，二维材料在低功耗晶体管、超快逻辑计算、新型高性能闪存以及光电器件等领域都展现了巨大的发展潜力。最新的二维材料工作已经在实验室中展现了可比拟乃至超越传统硅基晶体管的性能，然而如何实现“实验室到工厂（Lab to Fab）”的跨越目前却依旧存在诸多问题，这些问题主要集中于器件的工程化设计和制造流程。

对于晶体管而言，沟道、接触和介质是三大组成部分，从硅晶体管到二维材料晶体管，完整的工艺工程优化都必须实现三者的有机整合。然而，由于二维材料与硅在结构上存在显著差异，不同材料体系下的晶体管的制造存在一定程度的区别，这也是大规模二维材料集成电路研究进展缓慢的原因之一。在本论文中，作者通过对研究技术的纵览，针对二维材料的结构特点，从沟道工程、接触工程和介质工程三个角度综述了二维材料进入产业化和工程化的研究现状和挑战，通过结合现有的硅基半导体工艺基础，充分讨论了二维材料体系下针对不同工程问题的可行解决方案。此外，本综述指出我国在以新材料为基础的高性能器件研究和工程化开发中已处于领先地位，并且科研力量充足、研究方向全面，在保持研究力度和研发投入的基础上，国内二维材料的工程化研究将非常有机会占据国际主导地位。

复旦大学微电子学院博士生曾森峰为第一作者，微电子学院教授周鹏和芯片与前沿系统研究院青年研究员刘春森为通讯作者。该项工作得到了国家重点研发计划、上海市教委科研创新计划、国家自然科学基金、上海市科学技术委员会项目、上海市基础研究试点项目、上海市启明星项目以及MOE创新平台青年科学家项目的资助。