經過數十年發展，半導體工藝制程已逐漸逼近亞納米物理極限，傳統硅基集成電路難以依靠進一步縮小晶體管面內尺寸來延續摩爾定律。發展垂直架構的多層互連CMOS邏輯電路以實現三維集成技術的突破，已成為國際半導體領域積極探尋的新方向。
由于硅基晶體管的現代工藝采用單晶硅表面離子注入的方式，難以實現在一層離子注入的單晶硅上方再次生長或轉移單晶硅。雖然可以通過三維空間連接電極、芯粒等方式提高集成度，但是關鍵的晶體管始終被限制在集成電路最底層，無法獲得厚度方向的自由度。新材料或顛覆性原理因此成為備受關注的重要突破點。
近日，中國科學院大學教授周武課題組與山西大學教授韓拯課題組、遼寧材料實驗室副研究員王漢文課題組、中山大學教授侯仰龍課題組、中國科學院金屬研究所研究員李秀艷課題組等合作，提出了一種全新的基于界面耦合的p型摻雜二維半導體方法。
該方法采用界面效應的顛覆性路線，工藝簡單、效果穩定，并且可以有效保持二維半導體本征的優異性能。在此基礎上，該研究團隊利用垂直堆疊的方式制備了由14層范德華材料組成、包含4個晶體管的互補型邏輯門NAND以及SRAM等器件
據“ 中國科學院大學”介紹，該研究成果打破了硅基邏輯電路的底層“封印”，基于量子效應獲得了三維(3D)垂直集成多層互補型晶體管電路，為后摩爾時代未來二維半導體器件的發展提供了思路。目前，該項由中國科學家主導的半導體領域新成果登上《自然》雜志。
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