1. 二维材料的生长与转移
1.1 单层石墨烯（SLG）的生长与转移
生长方法：SLG通过热化学气相沉积（CVD）在铜箔上生长，生长温度为1030°C。
转移方法：
在SLG上旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。
使用铜蚀刻液蚀刻掉铜箔。
将PMMA/SLG在去离子水中漂洗以去除铜蚀刻液残留。
最后将SLG转移到SiO₂上，并用丙酮去除PMMA。
1.2 多层石墨烯（MLG）的生长
生长方法：MLG通过感应耦合等离子体化学气相沉积（ICP-CVD）直接在SiO₂上生长，生长温度为600°C，RF功率为200W，C₂H₂、H₂和Ar的气体流量分别为2、100和50 sccm。
1.3 单层二硫化钼（MoS₂）的生长
生长方法：MoS₂通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）在SiO₂上生长，生长温度为800°C，使用Mo(CO)₆和(C₂H₅)₂S₂作为钼和硫的前驱体，生长过程中气体流量分别为0.024、0.99和100 sccm，生长压力为5托。
2. III族氮化物器件的制备
2.1 GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）的制备
外延生长：在8英寸Si（111）衬底上通过MOCVD生长AlGaN/GaN外延层，包括250 nm的AlN成核层、2.5 μm的AlGaN缓冲层、900 nm的Fe掺杂GaN层、150 nm的i-GaN层、1 nm的AlN间隔层、25 nm的AlGaN势垒层和3 nm的GaN帽层。
器件制备步骤：
使用感应耦合等离子体反应离子刻蚀（ICP-RIE）进行台面隔离。
通过电子束蒸发沉积Ti/Al/Ni/Au（25/140/40/50 nm）形成欧姆接触，并在N₂氛围下830°C快速热退火。
使用原子层沉积（ALD）沉积12 nm的HfO₂作为栅极介质。
通过BCl₃基ICP-RIE打开源/漏欧姆金属接触孔。
使用电子束蒸发沉积Ni/Au（40/50 nm）作为栅极电极，Cr/Ni/Au（50/100/200 nm）作为垫层金属。
使用高密度等离子体化学气相沉积（HDP-CVD）沉积300 nm的SiN进行器件钝化。
使用KOH各向异性蚀刻将GaN HEMT器件从Si衬底上分离，最终得到自由悬挂的GaN HEMT芯片。
3. 流体辅助自对准转移（FAST）技术
3.1 自对准模具（SA Mold）的制备
在8英寸玻璃衬底上制备自对准模具，模具图案包括不同直径的圆形区域，用于提高转移效率和对准精度。
最大直径区域（D₂）用于提高转移产量，中间直径区域（D₃）用于二次对准过程中的高精度定位，最小直径区域（D₄）用于排除颗粒干扰。
3.2 FAST过程
将自由悬挂的III-N器件（如GaN HEMT和微LED）通过FAST技术转移到二维材料或SOI-CMOS衬底上。
利用范德华力实现器件的单面对齐和精确转移，通过多次扫掠操作将微芯片精确对准到模具的指定位置。
在200 mm晶圆尺度上，FAST技术实现了约32.6 nm的对准精度。
4. III-N器件与二维材料的范德华集成
4.1 垂直3D集成
将自由悬挂的GaN HEMT和微LED通过FAST技术转移到二维材料（如石墨烯和MoS₂）上。
通过透射电子显微镜（TEM）和能量色散X射线光谱（EDS）分析确认了GaN器件与二维材料之间的范德华界面。
多层石墨烯成功作为背栅互连线和热扩散路径。
4.2 水平2D集成
在SOI（绝缘层上硅）器件层上直接制备模具图案，通过FAST技术将GaN HEMT转移到SOI-CMOS衬底上。
实现了GaN基射频功率器件和级联GaN/Si晶体管的集成。
5. SOI-MOSFET互连结构的制备
在6英寸SOI（100）衬底上通过标准CMOS工艺制备自对准多晶硅栅NMOS器件和互连结构。
使用深反应离子刻蚀（DRIE）在器件层中制备互连结构，到达埋氧层（BOX）。
最后沉积SiO₂钝化层，并通过缓冲氧化物湿法刻蚀打开NMOS接触孔。
