韓國研究團(tuán)隊開發(fā)出一種新型p型半導(dǎo)體材料及采用該材料的薄膜晶體管。預(yù)計將有可能提高刷新率，并改善半導(dǎo)體顯示器件的功耗。 

韓國電子和電信研究所（ETRI）開發(fā)了一種根據(jù)碲（Te）基p型半導(dǎo)體材料和使用該材料的合金晶體管的厚度來控制電子流動的技術(shù)。該研究成果分別于4月和上個月發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《美國化學(xué)會（ACS）Applied Materials and Interfaces》上。

p型半導(dǎo)體通過“空穴”（帶正電荷的空空間）導(dǎo)電，而n型半導(dǎo)體通過“電子”（帶負(fù)電荷的空間）導(dǎo)電。廣泛用于顯示器的半導(dǎo)體是基于氧化銦鎵鋅（IGZO）的n型氧化物半導(dǎo)體。目前，與n型相比，p型氧化物半導(dǎo)體的電性能尚未得到保證。用于代替p型氧化物半導(dǎo)體的p型低溫多晶硅（LTPS）制造成本昂貴并且在襯底尺寸上受到限制。

最近，高分辨率顯示器需要 240 Hz 或更高的刷新率，并且對 p 型半導(dǎo)體的興趣有所增加。這是因為僅使用基于 n 型半導(dǎo)體的晶體管來實現(xiàn)高刷新率顯示器存在限制。此次開發(fā)的p型半導(dǎo)體是通過在Te中添加Se來提高溝道層的結(jié)晶溫度，在室溫下沉積非晶薄膜，然后通過后續(xù)熱處理使其結(jié)晶而制成的。與現(xiàn)有晶體管相比，移動性得到了改善，并確保了更高的在線/離線電流比。

研究人員還證實，當(dāng)將Te基p型半導(dǎo)體引入n型氧化物半導(dǎo)體薄膜上的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)時，可以通過控制電子在n型氧化物半導(dǎo)體薄膜上的流動來調(diào)節(jié)n型晶體管的閾值電壓。n型晶體管取決于Te的厚度。特別是，通過控制無鈍化層的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)中Te的厚度，提高了n型晶體管的穩(wěn)定性。這一成果有望加速同時滿足高分辨率和低功耗的下一代顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。該研究團(tuán)隊開發(fā)的技術(shù)預(yù)計不僅有助于高分辨率、低功耗的下一代顯示行業(yè)，還將提高半導(dǎo)體集成度。單片3D（M3D）方法是一種堆疊多個半導(dǎo)體芯片以增加基板上的空間利用率并降低功耗的堆疊方法，其局限性在于現(xiàn)有高溫半導(dǎo)體工藝的使用受到限制。分析認(rèn)為，研究團(tuán)隊開發(fā)的晶體管和p型半導(dǎo)體器件可以通過在300℃以下的相對低溫工藝下運行，為M3D的商業(yè)化做出貢獻(xiàn)。

參與該研究的ETRI柔性電子器件實驗室高級研究員Cho Seong-haeng表示，這是一種重要材料，可廣泛應(yīng)用于有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）等下一代顯示領(lǐng)域電視和擴(kuò)展現(xiàn)實 (XR) 設(shè)備，以及超低功耗半導(dǎo)體和 DRAM 內(nèi)存研究等領(lǐng)域。研究團(tuán)隊計劃通過在大于6英寸的大面積基板上優(yōu)化碲基p型半導(dǎo)體并將其應(yīng)用于各種電路來確保商業(yè)化的可能性。

（來源：gttkorea）