本发明公开了一种制备厘米级多相二硫化钼薄膜的方法，属于半导体材料制备技术领域。本发明以三份硫粉和一份五氯化钼粉末作为硫源和碳源，第2和3份硫单质其设置的温度和钼源相同，这将有效降低MoCl5的蒸发速率，使得钼源在硫氛围中慢速蒸发反应生长，可以抑制MoS2小颗粒的生长，改善MoS2薄膜的均匀一致性。本发明中这种独特的硫源和钼源设置方式使得MoS2无论在形核和连续成膜的过程中都处在完全过硫的状态中(由于MoCl5的蒸发温度高于S单质)，正是这种全程过硫的状态使得2H相和1T相在同一生长过程中同时实现。本发明以氩气作为载气，采用低压化学气相沉积法制备方式，在重掺p型SiO2/Si衬底上制备了多相二硫化钼薄膜；本发明制备的多相二硫化钼薄膜同时具备2H相和1T相。