中韓科研人員首創高遷移率穩定的非晶P型(空穴)半導體器件，突破該領域二十余年的研究瓶頸。這一在新型半導體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(CMOS)技術的發展。

這一研究成果以《Selenium alloyed tellurium oxide for amorphous p-channel transistors》為題，于北京時間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。論文第一單位為電子科技大學基礎與前沿研究院，電子科技大學基礎與前沿研究院教授劉奧為論文第一作者和通訊作者。

相比于多晶半導體，非晶體系具有諸多優勢，如低成本、易加工、高穩定性以及大面積制造均勻等。然而，傳統的非晶氫化硅因電學性能不足而急需探索新材料。

目前非晶P型半導體面臨著重大挑戰，嚴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技術的發展。傳統氧化物半導體因高局域態價帶頂和自補償效應，導致空穴傳輸效率極差，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，但目前這些新材料只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，且難以與現有工業制程工藝兼容。

在過去二十余年里，全球科研人員不斷改進和優化“價帶軌道雜化理論”，嘗試實現高空穴遷移率的P型氧化物基半導體，但收效甚微。這也導致專家普遍認為，實現高性能的非晶P型半導體和CMOS器件是一項“幾乎不可能完成的挑戰”。

鑒于此，中韓科研團隊提出了一種新穎的碲(Te)基復合非晶P型半導體設計理念，并采用工業制程兼容的熱蒸鍍工藝實現了薄膜的低溫制備，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型半導體器件的研究熱潮，并在建立商業上可行的非晶P溝道TFT技術和低功耗CMOS集成器件邁出了重要的一步。

來源：中新社