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研究人员开发出高性能 p 型非晶氧化物半导体

发布于：2024-06-06 编辑：匿名来源：网络

技术输出和传输特性。

优化后的薄膜晶体管表现出 15 cm2/Vs 的空穴迁移率和的开/关电流比，与早期 n 型氧化物薄膜晶体管的关键电性能非常相似。

此外，薄膜晶体管在长期偏置应力下表现出显着的稳定性以及大面积薄膜的均匀性。

资料浦项科技大学研究人员合作开发碲硒化物复合氧化物半导体材料。

他们成功制造出高性能、高稳定性的p型薄膜晶体管（TFT）。

该研究已在线发表在《自然》杂志上。

人们使用的几乎所有电子设备都使用半导体，例如手机、个人电脑和汽车。

研究人员开发出高性能 p 型非晶氧化物半导体

它们可分为两大类：晶体半导体和非晶半导体。

晶体半导体具有良好有序的原子或分子结构，而非晶半导体缺乏这种规律性。

因此，与晶体半导体相比，非晶半导体提供更简单的制造方法和更低的成本。

然而，它们通常表现出较差的电气性能。

p型非晶半导体的研究进展明显缓慢。

尽管n型非晶氧化物半导体，特别是基于氧化铟镓锌(IGZO)的半导体，广泛应用于OLED显示器和存储器件，但p型氧化物材料的进步受到许多固有缺陷的阻碍。

这个问题阻碍了电子器件和集成电路的基石n-p型互补双极半导体（CMOS）的发展。

长期以来，实现高性能p型非晶氧化物半导体器件一直被认为是一项近乎不可能的挑战，学术界面临着二十年不成功的尝试。

尽管如此，由浦项工业大学教授 Yong-Young Noh 领导的研究小组已经将看似“不可能”变成了“可能”。

通过研究，研究小组发现，氧化碲（一种稀土金属）的电荷在缺氧环境中会增加。

这种现象的发生是由于在没有足够氧气的情况下能够容纳电子的受主能级的产生，从而使材料能够发挥 p 型半导体的作用。

基于这一见解，该团队利用部分氧化的碲薄膜和硒掺杂的碲硒化物复合氧化物（Se:TeOx）成功设计了高性能且异常稳定的非晶p型氧化物薄膜晶体管（TFT）。

实验结果表明，该团队的 TFT 展现出 p 型非晶氧化物 TFT 中最令人印象深刻的空穴迁移率 (15 cm2V-1s-1) 和开/关电流比 (–)。

这些结果几乎相当于已被广泛研究的传统n型氧化物半导体（例如IGZO）的性能水平。

此外，该团队的TFT在不同的外部条件下（包括电压、电流、空气和湿度波动）表现出出色的稳定性。

值得注意的是，所有 TFT 组件在晶圆上制造时均表现一致，这证实了它们适合在工业环境中用于可靠的半导体器件。

浦项工业大学教授 Yong-Young Noh 表示：“这一里程碑对于 OLED 电视、VR 和 AR 设备以及低功耗 CMOS 和 DRAM 存储器等下一代显示技术的研究具有重要意义。

我们期待其潜力促进不同行业创造大量价值。

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