借助新技术可以实现更小巧功能更强大的设备

半导体的进一步缩小将带来全新的硅革命。但是由于这是不可能的，因此下一个最大的希望是将半导体与2D原子薄的材料(例如石墨烯)集成在一起，在其上可以以难以置信的小规模创建电路。一个研究小组报告了一种新方法，以使这种众所周知的困难的组合能够在工业规模上发挥作用。

斯德哥尔摩KTH皇家理工学院的研究人员今天与亚琛工业大学，德国慕尼黑德意志联邦大学，AMO GmbH和Protemics GmbH合作，在《自然通讯》上报道了这项技术。

将石墨烯等二维材料与硅半导体集成在一起的可靠的，可在工业上扩展的方法将有助于缩小电子设备的规模，并为传感器技术和光子学带来新的功能。

然而，将2-D材料集成到具有集成电子器件的半导体或衬底上面临许多挑战。KTH光子微系统研究人员Arne Quellmalz说：“从特殊的生长衬底转移到最终的衬底上，这始终是关键的一步，您可以在该衬底上构建传感器或组件。”

Quellmalz说：“您可能希望将石墨烯光电检测器与芯片上的读出电子器件结合起来用于光学片上通信。” “但是这些材料的生长温度太高，因此您不能直接在器件基板上进行此操作。”

由于许多缺陷，例如材料的降解及其电子传输性能，或由于材料的污染，困扰着将生长的2-D材料转移到所需电子器件的实验方法。

Quellmalz说，解决方案在于现有的半导体制造工具包：使用称为双苯并环丁烯(BCB)的标准介电材料以及传统的晶圆键合设备。

他说：“我们基本上将两种晶片与由BCB制成的树脂粘合在一起。” “我们加热树脂，直到它变得像蜂蜜一样粘稠，然后将2D材料压在它上面。”

他说，在室温下，树脂会变成固体，并在二维材料和晶圆之间形成稳定的连接。“要堆叠材料，我们要重复加热和加压的步骤。树脂再次变得粘稠，表现得像垫子或水床，它支撑层堆叠并适应新的二维材料的表面。”

研究人员展示了石墨烯和二硫化钼(MoS 2)的转移，作为过渡金属二卤化碳的代表，以及具有六方氮化硼(hBN)和MoS 2的堆叠石墨烯向异质结构的转移。据报道，所有转移的层和异质结构据报道都是高质量的，也就是说，它们在100毫米大小的硅片上具有均匀的覆盖范围，并且转移的2-D材料几乎没有应变。