中韓科研人員在新型半導體材料和器件領域取得重大突破
中新社成都4月11日電(記者 賀劭清)記者11日從(cong) 電子科技大學獲悉,中韓科研人員首創高遷移率穩定的非晶P型(空穴)半導體(ti) 器件,突破該領域二十餘(yu) 年的研究瓶頸。這一在新型半導體(ti) 材料和器件領域取得的重大突破,將進一步推動現代信息電子學和大規模互補金屬氧化物半導體(ti) (CMOS)技術的發展。
這一研究成果以《Selenium alloyed tellurium oxide for amorphous p-channel transistors》為(wei) 題,於(yu) 北京時間10日23時在權威期刊《Nature》以加速預覽形式(Accelerated Article Preview)在線發表。該成果由中國電子科技大學和韓國浦項科技大學共同合作完成。論文第一單位為(wei) 電子科技大學基礎與(yu) 前沿研究院,電子科技大學基礎與(yu) 前沿研究院教授劉奧為(wei) 論文第一作者和通訊作者。
相比於(yu) 多晶半導體(ti) ,非晶體(ti) 係具有諸多優(you) 勢,如低成本、易加工、高穩定性以及大麵積製造均勻等。然而,傳(chuan) 統的非晶氫化矽因電學性能不足而急需探索新材料。
目前非晶P型半導體(ti) 麵臨(lin) 著重大挑戰,嚴(yan) 重阻礙了新型電子器件研發和大規模N-P互補金屬氧化物半導體(ti) 技術的發展。傳(chuan) 統氧化物半導體(ti) 因高局域態價(jia) 帶頂和自補償(chang) 效應,導致空穴傳(chuan) 輸效率極差,難以滿足應用需求。
科研人員因此投入大量精力開發新型非氧化物P型半導體(ti) ,但目前這些新材料隻能在多晶態下展現一定的P型特性。此外,這些材料還存在穩定性和均勻性等固有缺陷,且難以與(yu) 現有工業(ye) 製程工藝兼容。
在過去二十餘(yu) 年裏,全球科研人員不斷改進和優(you) 化“價(jia) 帶軌道雜化理論”,嚐試實現高空穴遷移率的P型氧化物基半導體(ti) ,但收效甚微。這也導致專(zhuan) 家普遍認為(wei) ,實現高性能的非晶P型半導體(ti) 和CMOS器件是一項“幾乎不可能完成的挑戰”。
鑒於(yu) 此,中韓科研團隊提出了一種新穎的碲(Te)基複合非晶P型半導體(ti) 設計理念,並采用工業(ye) 製程兼容的熱蒸鍍工藝實現了薄膜的低溫製備,證明了在高性能、穩定的P溝道TFT器件和CMOS互補電路中的應用可行性。這項研究將開啟P型半導體(ti) 器件的研究熱潮,並在建立商業(ye) 上可行的非晶P溝道TFT技術和低功耗CMOS集成器件邁出了重要的一步。(完)
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