在全球半導體技術競爭日益激烈的背景下，二維半導體材料正成為突破硅基芯片物理極限的重要方向。以二硫化鉬為代表的二維材料因其獨特的電學性能，被視為下一代半導體技術的潛在替代者。然而，如何實現大尺寸、高質量二硫化鉬薄膜的規模化制備，一直是制約其產業化的關鍵難題。

傳統金屬有機化學氣相沉積技術是半導體制造的核心工藝之一，但該技術在制備二硫化鉬薄膜時面臨雙重挑戰：一方面，薄膜生長速率緩慢，難以滿足工業化生產需求；另一方面，前驅體分解過程中產生的碳雜質會嚴重污染薄膜，導致其電學性能下降。針對這些技術瓶頸，科研團隊通過創新工藝路徑，提出了"氧輔助金屬有機化學氣相沉積技術"的解決方案。

研究團隊發現，在高溫沉積環境中引入適量氧氣，能夠有效促進前驅體中的碳元素與氧結合生成揮發性氣體，從而顯著減少碳雜質在薄膜表面的沉積。通過精確控制氧濃度和反應溫度，團隊成功制備出6英寸高質量二硫化鉬薄膜，其生長速率較傳統方法提升了100至1000倍。實驗數據顯示，新工藝制備的薄膜均勻性達到98%以上，碳雜質含量降低至0.1%以下。

這項突破性成果近日發表于國際頂級學術期刊《科學》。審稿專家指出，該研究通過動力學調控與雜質控制雙重創新，解決了長期困擾二維半導體規模化制備的核心問題，為二維材料進入半導體制造產線奠定了技術基礎。目前，研究團隊已掌握二維半導體襯底工程、薄膜應力調控等關鍵技術，正在開發適用于12英寸晶圓的新型沉積設備，以匹配現有硅基半導體產線的工藝要求。

二維半導體材料的產業化進程正加速推進。相較于傳統硅基材料，二硫化鉬具有原子級厚度、高載流子遷移率等優勢，特別適用于柔性電子、高頻通信等新興領域。隨著制備技術的突破，二維半導體有望在3至5年內實現小批量試產，為半導體產業帶來新的技術變革。