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

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。該研究成果分別于4月和上個月發(fā)表在國際學術期刊《美國化學會（ACS）Applied Materials and Interfaces》上。

p型半導體通過“空穴”（帶正電荷的空空間）導電，而n型半導體通過“電子”（帶負電荷的空間）導電。廣泛用于顯示器的半導體是基于氧化銦鎵鋅（IGZO）的n型氧化物半導體。目前，與n型相比，p型氧化物半導體的電性能尚未得到保證。用于代替p型氧化物半導體的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 型半導體的興趣有所增加。這是因為僅使用基于 n 型半導體的晶體管來實現(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，當將Te基p型半導體引入n型氧化物半導體薄膜上的異質(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。該研究團隊開發(fā)的技術預計不僅有助于高分辨率、低功耗的下一代顯示行業(yè)，還將提高半導體集成度。單片3D（M3D）方法是一種堆疊多個半導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)有高溫半導體工藝的使用受到限制。分析認為，研究團隊開發(fā)的晶體管和p型半導體器件可以通過在300℃以下的相對低溫工藝下運行，為M3D的商業(yè)化做出貢獻。

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，可廣泛應用于有機發(fā)光二極管（OLED）等下一代顯示領域電視和擴展現(xiàn)實 (XR) 設備，以及超低功耗半導體和 DRAM 內(nèi)存研究等領域。研究團隊計劃通過在大于6英寸的大面積基板上優(yōu)化碲基p型半導體并將其應用于各種電路來確保商業(yè)化的可能性。

（來源：gttkorea）