主要观点总结
本文介绍了在Cu 0.8 Ni 0.2 (111)蓝宝石晶圆上外延生长4英寸超平单晶六方氮化硼（hBN）的方法。该工艺通过利用hBN和基底之间的强相互作用，消除了hBN薄膜的晶界和皱纹。用这种超平hBN薄膜作为保护层，将HfO 2 等高κ电介质集成到2D材料上。所得hBN/HfO 2 复合电介质表现出良好的介电性能。该研究成果揭示了高质量2D材料的生长机制，并将HKMG与2D材料进行有效集成，为未来基于2D的晶体管铺平了道路。
关键观点总结
关键观点1: 研究成果
在Cu 0.8 Ni 0.2 (111)蓝宝石晶圆上外延生长出超平单晶六方氮化硼（hBN）薄膜，并成功将其应用于保护层和二维电子器件制造中。
关键观点2: 技术应用
利用超平hBN薄膜作为保护层，将HfO 2 等高κ电介质集成到二维（2D）材料上，形成具有超低漏电流和超薄等效氧化物厚度的复合电介质。
关键观点3: 工艺特点
通过控制铜镍合金基材内的镍浓度，实现了hBN薄膜与基底之间的强耦合，消除了皱纹和晶界。关键控制手段包括原子浓度的控制、减少表面应力和应变、基底的原子级平整度等。
关键观点4: 理论支持
通过密度泛函理论（DFT）计算，验证了hBN与基底之间的强耦合随着镍浓度的增加而增加，支持了实验结果。
关键观点5: 未来前景
该研究不仅揭示了高质量二维材料的生长机制，而且展示了将HKMG与二维材料集成的有效策略，为未来基于二维材料的晶体管和其他半导体器件的制造铺平了道路。
文章预览
六方氮化硼（hBN）已成为下一代大规模集成电子器件中电介质集成的有前途的保护层。尽管人们为生长单晶六方氮化硼薄膜付出了巨大的努力，但晶圆级超平六方氮化硼仍未实现 在此， 北京大学 彭海琳教授 与深圳理工大学 丁峰教授 报道了 在Cu 0.8 Ni 0.2 (111)/蓝宝石晶圆上 外延生长4英寸超扁平单晶六方氮化硼（hBN） 。hBN和Cu 0.8 Ni 0.2 (111)之间的强耦合抑制了皱纹的形成，并确保平行排列的hBN域的无缝拼接，从而形成 晶圆级的超平坦单晶hBN薄膜 。使用超平坦六方氮化硼作为保护层，他们将晶圆级超薄高κ电介质集成到具有无损伤界面的二维（2D）材料上。所得 hBN/HfO 2 复合电介质具有超低漏电流（2.36 × 10 −6 A cm −2 ）和0.52 nm的超薄等效氧化物厚度，满足国际器件和系统路线图的目标 。 该研究结果为超扁平二维材料的合成和未来二维电子器
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