世界最薄晶体管：厚度仅相当于3个原子

"世界最薄电子产品"的有力竞争者来了，因为它竟然只有3个原子厚。根据出版的《自然》杂志上的一篇论文所述，研究人员们已经发现了一种制作超薄晶体管的新工艺。该装置使用了被称为"过渡金属硫属化合物"的新材料（全称为transition metal dichalcogenide），其特点是相当之薄。通常情况下，其薄膜只有几个原子那么厚，但性能却足以用于制造太阳能电池、光感器、或者半导体。

图1 系统的总体框图

对于物理学家和制造商们来说，其前景相当令人期待。但要让这种材料能够一致性地工作，仍然极度困难。好消息是，今天面世的这篇论文，已经给出了迄今为止最佳的解决方案。

首席作者之一的Saien Xie表示："我们的工作，已经将TMDs推动到了与技术相关的规模，并且基本上扫清了商业化的障碍"。 现代芯片制造已经在硅材料性能和密度上遇到了瓶颈，以至于很多人担心摩尔定律会就此被终结。如果电子电路要做到更小更快，那就必须找到超薄的替代材料。

晶圆级单层薄膜TMD

说到这种超薄的过渡金属硫属化合物(TMDs)，不少人肯定会联想到另一种经常见诸报端的材料——没错，它就是石墨烯(Graphene)。

尽管目前讨论TMDs和石墨烯谁更适用还为时尚早，但这至少为未来的发展指明了一个方向。

连续单层二硫化钼薄膜的金属化学气相沉积制备法

TMDs的制备用到了两种商业化的前体化合物——即乙硫醚(diethylsulfide)和一种六羰基金属化合物(metal hexacarbonyl compound)——混合硅晶片后，在氢气中用550℃的温度烘烤26个小时。

这样，我们就制作出了拥有良好的电子迁移率的200个超薄晶体管，但其中只有2个是不合格的。换言之，这项研究的制备成功率竟然达到了99%！

当然，目前研究人员们最关心的，还是其能否在大规模制造过程中，生产出"始终如一"的超薄晶体管，这些问题仍有待于在未来进一步细化。