金属有机化学气相沉积（MOCVD）是半导体工业中用于制造薄膜的主要方法之一，是实现大规模高质量2D过渡金属二硫属化物（TMDCs）的最有效的途径之一。然而，必须采取特殊措施，以克服MOCVD存在的诸如畴（domain）尺寸小、碳污染等一些严重的缺陷，这些缺陷会导致TMDCs较差的光学和晶体质量，从而阻碍MOCVD在大规模制造原子薄膜半导体中的应用。

有鉴于此，以色列特拉维夫大学Ismach报道了一种“生长-刻蚀-MOCVD”（GE-MOCVD）法用于提高单层WS₂（和WSe₂）的结晶度。其中在生长过程中引入少量水蒸气，而前驱体以脉冲形式输送。

文章要点

1）研究人员研究了水蒸气量、气体成分、循环次数和类型对WS₂原子层生长演化的影响。

2）研究发现，与传统的MOCVD工艺相比，畴尺寸从几nm显著增加到超过15 μm。此外，拉曼光谱和光致发光（PL）谱以及高分辨透射电子显微镜（HRTEM）结果显示，利用GE-MOCVD生长的WS₂（和WSe₂）畴的晶体质量得到了改善。

3）瞬态PL研究表明，WS₂薄膜具有较长的发光寿命（luminescence lifetime），可与高质量剥落薄片测量的发射寿命（emission lifetimes）相媲美，表明利用Ge-MOCVD方法制备的WS₂薄膜具有较高的光学质量。

总之，Ge-MOCVD方法有望用于其他许多2D材料，以提高其晶体质量，满足纳米电子学和光电子学的需求。

参考文献

Assael Cohen, et al, Growth-Etch Metal−Organic Chemical Vapor Deposition Approach of WS₂ Atomic Layers, ACS Nano, 2020

DOI：10.1021/acsnano.0c05394

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c05394