9月16日消息，韓國電子與電信研究所（ETRI）的一組研究人員成功開發了一種可以通過簡單的工藝在室溫下輕松沉積的p型硒碲（Se-Te）合金晶體管，該工藝使用了基于硫系p型半導體材料。 

此外，研究人員還開發了一種新技術，可以通過控制n型氧化物半導體與p型碲（Te）異質結構中的碲薄膜的電荷注入，系統地調節和控制n型晶體管的閾值電壓。這些新發現預計將被廣泛用于提高下一代顯示器和超低功耗半導體設備的整體性能。 

目前顯示器行業中最廣泛使用的材料是IGZO（銦鎵鋅氧化物）基n型氧化物半導體。另一方面，由于與n型氧化物半導體相比，p型LTPS（低溫多晶硅）在加工性和電性能方面存在局限性，因此雖被使用，但制造成本高且基板尺寸受限一直是其主要問題。 

隨著對高分辨率顯示器（尤其是SHV級分辨率顯示器，如8K和4K）更高刷新率（240Hz以上）的需求增加，近年來對p型半導體的開發興趣達到了頂峰。由于現有顯示器中使用的基于n型半導體的晶體管在有效實現高刷新率顯示器方面存在局限性，因此對p型半導體的需求正在迅速增長。 

為了滿足這些需求，ETRI的研究人員通過向硒中添加碲，提高了通道層的結晶溫度，在室溫下沉積非晶薄膜，并通過隨后的熱處理過程使其結晶，從而成功開發了p型半導體。結果，他們成功地獲得了比現有晶體管更高的遷移率和更高的開關電流比特性。 

研究人員還確認，當在n型氧化物半導體薄膜上引入基于碲的p型半導體作為異質結構時，可以通過控制n型晶體管內的電子流動來調節n型晶體管的閾值電壓，具體取決于碲的厚度。特別是，他們通過調整異質結構中碲的厚度，提高了n型晶體管的穩定性，無需使用鈍化層。 

憑借這一研究成果，預計下一代顯示器行業的增長將達到新的高度，同時實現更高分辨率和更低功耗的新顯示器的開發。 事實上，這一新發現不僅可以在顯示器領域做出有意義的貢獻，還可以改變半導體行業的格局。目前，許多領先的全球半導體制造商正專注于開發可以增加產品集成度的新縮小工藝，但根據許多業內人士的分析，半導體的集成度已達到極限。 

為了解決這個問題，近年來引入了一種新的集成方法，即一次堆疊多個半導體芯片。其中，TSV（硅通孔）是最知名的方法，通過堆疊多個晶圓并在晶圓中鉆孔以確保電氣連接。TSV方法具有有效利用空間和降低功耗的優勢。然而，仍有許多需要解決的限制，包括高工藝成本、低產量等。 

為了克服TSV的限制，業界提出了一種新的方法，即單體三維（M3D）集成，該方法將材料堆疊在單個晶圓上，而不是一次堆疊多層。不幸的是，由于高溫工藝的使用受限等問題，M3D方法尚未達到商業化階段。 ETRI開發的異質結構薄膜晶體管和p型半導體器件即使在300℃以下的過程中也能穩定運行，這使行業更接近M3D的成功商業化。

 ETRI柔性電子研究部首席研究員趙成行表示：“這是一項可以在下一代顯示器（如OLED電視和XR設備）以及CMOS（互補金屬氧化物半導體）電路和DRAM存儲器等其他領域的未來研究中廣泛利用的劃時代成就。”ETRI的研究人員計劃將基于碲的p型半導體優化到6英寸或更大的大型基板，并將其應用于各種電路，以確保其商業化潛力，最終尋找新的方法將其實施到新領域。 

來源：Semi Display