2D材料石墨烯引领半导体元件新潮流

　　石墨烯作为2D材料的代表，自2004年被发现以来，已逐渐成为半导体界元件研发的热点。其应用主要为了克服先进制程中的短通道效应等负面效果。

　　传统制程中，通道厚度的微缩会导致漏电流增加、阈值电压变化等问题。而石墨烯等2D材料，由于其单层原分子结构，没有多余的悬空键，可以有效避免这些问题。

　　虽然石墨烯具有极高的迁移率，但它属于半金属，不适合作为FET的通道材料。因此，学术界开始研究其他2D材料，如过渡金属二硫属化合物（TMD）。

　　经过筛选，二硫化钼（MoS2）和二硒化钨（WSe2）分别适合作为n-FET和p-FET的通道材料。同时，为了形成较低的肖特基势垒高度，需要选择合适的金属材料与这些2D材料匹配。

　　然而，随着AI在2024年查找出50,000多种新2D材料，工程上的选择变得更加复杂。此外，如何将2D材料置放于晶圆上，以及如何在源极、通道、汲极之间形成良好的接触，都是亟待解决的工程问题。

　　尽管如此，2D FET的未来发展仍然值得期待。根据Imec的技术路线D FET有望在CFET之后逐渐成为主流。而更进一步的2D FET演化，可能会使用2D金属材料来做源极和汲极，形成线D FET。