韩国研究团队开发出一种新型p型半导体材料及采用该材料的薄膜晶体管。预计将有可能提高刷新率，并改善半导体显示器件的功耗。
韩国电子和电信研究所（ETRI）开发了一种根据碲（Te）基p型半导体材料和使用该材料的合金晶体管的厚度来控制电子流动的技术。该研究成果分别于4月和上个月发表在国际学术期刊《美国化学会（ACS）Applied Materials and Interfaces》上。
p型半导体通过“空穴”（带正电荷的空空间）导电，而n型半导体通过“电子”（带负电荷的空间）导电。广泛用于显示器的半导体是基于氧化铟镓锌（IGZO）的n型氧化物半导体。目前，与n型相比，p型氧化物半导体的电性能尚未得到保证。用于代替p型氧化物半导体的p型低温多晶硅（LTPS）制造成本昂贵并且在衬底尺寸上受到限制。
最近，高分辨率显示器需要 240 Hz 或更高的刷新率，并且对 p 型半导体的兴趣有所增加。这是因为仅使用基于 n 型半导体的晶体管来实现高刷新率显示器存在限制。此次开发的p型半导体是通过在Te中添加Se来提高沟道层的结晶温度，在室温下沉积非晶薄膜，然后通过后续热处理使其结晶而制成的。与现有晶体管相比，移动性得到了改善，并确保了更高的在线/离线电流比。
研究人员还证实，当将Te基p型半导体引入n型氧化物半导体薄膜上的异质结结构时，可以通过控制电子在n型氧化物半导体薄膜上的流动来调节n型晶体管的阈值电压。n型晶体管取决于Te的厚度。特别是，通过控制无钝化层的异质结结构中Te的厚度，提高了n型晶体管的稳定性。这一成果有望加速同时满足高分辨率和低功耗的下一代显示产业的发展。该研究团队开发的技术预计不仅有助于高分辨率、低功耗的下一代显示行业，还将提高半导体集成度。单片3D（M3D）方法是一种堆叠多个半导体芯片以增加基板上的空间利用率并降低功耗的堆叠方法，其局限性在于现有高温半导体工艺的使用受到限制。分析认为，研究团队开发的晶体管和p型半导体器件可以通过在300℃以下的相对低温工艺下运行，为M3D的商业化做出贡献。
参与该研究的ETRI柔性电子器件实验室高级研究员Cho Seong-haeng表示，这是一种重要材料，可广泛应用于有机发光二极管（OLED）等下一代显示领域电视和扩展现实 (XR) 设备，以及超低功耗半导体和 DRAM 内存研究等领域。研究团队计划通过在大于6英寸的大面积基板上优化碲基p型半导体并将其应用于各种电路来确保商业化的可能性。
（来源：gttkorea）
