研究员实现高性能稳定TFT晶体管，推动AR/VR显示技术等

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令人印象深刻的空穴迁移率（15 cm2V-1s-1）和通/关电流比（106-107）

（映维网Nweon 2024年05月27日）中国电子科技大学和韩国浦项科技大学合作研发了一种碲硒复合氧化物半导体材料，并成功实现了高性能和高度稳定的p型薄膜晶体管（TFT）。团队表示，这对VR/AR等下一代显示技术以及低功耗CMOS和DRAM存储器的探索具有重要意义。

半导体主要可以分为两大类：晶体半导体和非晶半导体。晶体半导体具有有序的原子或分子结构，而非晶半导体则没有这种规律性。与晶体半导体相比，非晶半导体提供了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十分缓慢。n型非晶氧化物半导体在OLED显示器和存储器件中存在广泛的采用，而p型氧化物材料的进步则受到诸多固有缺陷的阻碍。

这一挫折阻碍了作为电子器件和集成电路基石的n-p型互补双极半导体的发展。

实现高性能非晶p型氧化物半导体器件一直是一个近乎不可能的挑战，学术界面临着二十年的失败尝试。

然而，中国电子科技大学和韩国浦项科技大学合作的研究小组将看似不可能的事情变成了可能。

通过他们的调查，研究小组发现氧化碲的电荷在缺氧环境中会增加。这种现象是由于在缺乏足够氧气的情况下产生了一个能够容纳电子的受体能级，从而使材料具有p型半导体的功能。

基于这一见解，团队利用部分氧化的碲薄膜和含硒的碲硒复合氧化物成功地设计了高性能和异常稳定的非晶p型氧化物薄膜晶体管（TFT）。

实验结果表明，该团队的TFT表现出令人印象深刻的空穴迁移率（15 cm2V-1s-1）和通/关电流比（106-107），这是迄今为止报道的p型非晶氧化物TFT中最令人印象深刻的数字，几乎与传统n型氧化物半导体的性能水平相匹配。

另外，团队的TFT在不同的外部条件下表现出卓越的稳定性，包括电压、电流、空气和湿度的波动。值得注意的是，在晶圆制造时，可以观察到所有TFT组件的均匀性能，从而确认了它们适用于工业环境中可靠的半导体器件的适用性。

相关论文：Selenium-alloyed tellurium oxide for amorphous p-channel transistors

研究人员指出，这对VR/AR等下一代显示技术，以及低功耗CMOS和DRAM存储器的研究具有重要意义，”我们预计它有潜力推动不同行业的大量价值创造”。