j9九游會登錄入口首頁傳統(tǒng)的非晶氫化Si在電性能上存在不足，需要探索新的材料。高遷移率無定形n型金屬氧化物(如a-InGaZnO)的產(chǎn)生及其集成到薄膜晶體管(TFTs)中，推動了現(xiàn)代大面積電子技術(shù)和新一代顯示器的進(jìn)步。然而，尋找類似的p型對應(yīng)物帶來了巨大的挑戰(zhàn)，阻礙了互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù)和集成電路的進(jìn)步。

　　理論分析揭示了碲5p帶的離域價帶，具有淺受體態(tài)，可以實現(xiàn)多余的空穴摻雜和輸運。硒合金抑制了空穴濃度，促進(jìn)了p軌道的連接，實現(xiàn)了高性能的p溝道TFTs，平均場效應(yīng)空穴遷移率為~15 cm2, 29 V-1s-1，開/關(guān)電流比為106~107，同時具有晶圓尺度的均勻性和在偏置應(yīng)力和環(huán)境老化下的長期穩(wěn)定性。這項研究代表了朝著建立商業(yè)上可行的非晶p通道TFT技術(shù)和以低成本和工業(yè)兼容的方式互補(bǔ)的電子邁出的關(guān)鍵一步。

　　創(chuàng)造高遷移率非晶p型氧化物半導(dǎo)體有望提高可擴(kuò)展的CMOS技術(shù)，促進(jìn)多功能電子產(chǎn)品的集成。然而，目前的障礙在于高度局域化的價帶最大值(VBM)狀態(tài)，由各向異性氧2p軌道組成。在傳統(tǒng)的p型氧化物如Cu2O和SnO中j9九游會登錄入口首頁，VB軌道雜化賦予了良好的p型特性，而器件性能仍然受到限制，即使有晶體通道。雖然使用非晶氫化Si具有成本效益，大面積生產(chǎn)是可行的選擇，但其低場效應(yīng)空穴遷移率(μh 0.1 cm2V-1s-1)限制了其現(xiàn)代應(yīng)用。得益于高遷移率和穩(wěn)定性，低溫多晶硅目前與n型氧化物結(jié)合，用于互補(bǔ)電路和顯示背板應(yīng)用。然而，由于復(fù)雜的工藝流程、晶粒邊界的不均勻性以及大規(guī)模生產(chǎn)的挑戰(zhàn)，它們的應(yīng)用僅限于中小面積設(shè)備。

　　廣泛的努力已經(jīng)指向探索有機(jī)化合物，金屬鹵化物和低維納米材料作為晶體管的p型半導(dǎo)體。然而，這些材料僅以結(jié)晶形式表現(xiàn)出最佳性能，并且它們具有固有的局限性，例如低穩(wěn)定性，復(fù)雜的合成過程，大面積不均勻性以及缺乏工業(yè)兼容性。

　　該研究提出了一種設(shè)計非晶p型半導(dǎo)體的新方法，即在非晶亞氧化碲（Te-TeOxj9九游會登錄入口首頁，X射線衍射（XRD）和高分辨率透射電子顯微鏡（HRTEM）分析確認(rèn)了薄膜的非晶態(tài)特征，展示了其無定形和短程無序的微觀結(jié)構(gòu)。X射線吸收近緣結(jié)構(gòu)（XANES）光譜和擴(kuò)展X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)（EXAFS）的分析表明j9九游會登錄入口首頁，薄膜由Te-TeOx的混合相組成，顯示出Te與氧之間的配位變化，導(dǎo)致非晶結(jié)構(gòu)的形成。這種結(jié)構(gòu)可能由Te-TeOx混合相組成，為非晶p型半導(dǎo)體材料提供了一種新的制備路徑j(luò)9九游會登錄入口首頁?？傊?，與已報道的新興非晶p型半導(dǎo)體相比j9九游會登錄入口首頁，所提出的 Se-alloyed Te-TeOx 具有卓越的電氣性能、成本效益、高穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性和可加工性。制造程序與工業(yè)生產(chǎn)線和生產(chǎn)線后端技術(shù)無縫銜接?；旌舷嗖呗詾樵O(shè)計新一代穩(wěn)定的非晶p型半導(dǎo)體引入了一種新方法。

　　據(jù)了解，劉奧博士、電子科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。先進(jìn)半導(dǎo)體材料和器件課題組負(fù)責(zé)人。2022年博士畢業(yè)于浦項科技大學(xué)，在新型半導(dǎo)體材料開發(fā)和薄膜晶體管（TFT）器件方向做出系列開拓、原創(chuàng)性成果。