二维过渡金属二硫化物的盐辅助化学气相沉积
前言
近年来科技的快速发展，加上人工智能、物联网和大数据分析的出现，导致对具有高计算能力和速度的处理器的需求极高，传统的三维 (3D) 硅半导体制造技术正在快速接近 2 纳米技术节点的物理和工艺极限，这将阻碍当前硅半导体制造技术的进一步发展，并阻止进一步缩小，因此，必须探索具有纳米或亚纳米级特征尺寸的新材料。
二维 TMDC 的卤化物盐辅助 CVD (HSA-CVD) 的生长机制
常规化学气相沉积
用于生长 2D TMDC（例如，MoS 2 ）的传统 CVD 装置如图 1A所示，在 CVD 工艺中，包含过渡金属氧化物 (TMO) 粉末和生长基板的坩埚被装载在高温中心，硫族元素粉末在低温区上游装载，CVD 生长的 MoS 2于 2012 年首次通过 (NH 4 ) 2 MoS 4的分解以及 Mo 膜和 MoO 3的硫化分别得到证明。
卤素在 HSA-CVD 中的作用
为了使二维 TMDC 在温和条件下的 CVD 生长， 2015 年首次通过使用碱金属卤化物作为生长促进剂证明了大型 WSe 2和 WS 2单层的生长（通过将氧化钨（WO 2.9，1473 °C）与卤化物盐（A X，A = Na，K；X = Cl，Br，I）混合，WSe 2和 WS 2单分子层可以在大气压和显着更低的温度下生长700°C，比仅使用氧化钨的相同工艺低 100°C 以上。
碱金属在 HSA-CVD 中的作用
碱金属（Li、Na、K）是碱金属卤化物盐的重要组成部分，在 2D TMDC 的 SA-CVD 生长中其行为与卤素完全不同，因此，可以在扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的内部和外部区域的对比，为了排除硫属元素的影响，通过熔盐（分别为 Na 2 MoO 4 和 Na 2 WO 4 ）的简单硫化、硒化和碲化，证实了基于 Mo 和W的2D TMDC的VLS生长。
二维材料生长的多功能性
HSA-CVD 最令人印象深刻的成就是它可用于生长 47 种不同类型的二维材料，包括 32 种二元金属硫族化物、MX 2和 MX（M = Mo、W、Re、Ti、Zr、 Hf、V、Nb、Ta、Pt、Pd、Fe；X=S、Se、Te），13种三元和四元合金，2种异质结 Ta 和 Re 等纯金属也可以直接与 NaCl 或 KI 混合，以生长 Ta 和 Re 基二维 TMDC。
HSA-CVD升级（Salt 1.0+技术）
尽管有许多优点，HSA-CVD（Salt 1.0 技术）也有很多缺点，一个严重的问题是生长室中过渡金属 (TM) 前体的蒸汽过多且不均匀，因此 2D TMDC 的生长强烈依赖于基板的位置。
熔盐CVD（Salt 2.0技术）的应用
与具有复杂 VSS 和 VLS 生长模式的 Salt 1.0 技术相比，Salt 2.0 技术使用熔盐在 VLS 模式下生长 2D TMDC，为保证 Salt 2.0 技术的成功，熔盐必须满足三个主要标准：(1) 相当高的熔点；(2) 能够在 CVD 生长温度下形成具有低蒸气压的稳定熔体；(3) 可溶于 H2O ，前两个标准确保 2D TMDCs 的 VLS 生长。
碱金属——一枚硬币的两面
无论使用何种技术，碱金属都是促进二维 TMDC 横向生长不可或缺的组成部分，许多基于碱金属的化学品，例如 NaOH、KOH、Na 2 SO 4、KH 2 PO 4、Na 2 CO 3、KNO 3、CH 3 COONa、C 6 H 5 O 7 Na 3、PTAS、EDTA-4Na 等., 可用于增强 2D TMDC 的 CVD 生长。
结论
由于 SA-CVD 的快速发展，近年来合成了种类繁多的二维材料，卤素和碱金属在促进 2D TMDC 生长中的作用，通常，卤素会增加具有高熔点的金属前体的挥发性，从而引发 VSS 的快速生长。
