中韓科研人員在新型半導體材料和器件領(lǐng)域取得重大突破

4月10日消息，中國電子科技大學(xué)和韓國浦項科技大學(xué)科研人員在新型半導體材料和器件領(lǐng)域取得了重大突破！

據介紹，該項研究首創(chuàng )高遷移率穩定的非晶P型(空穴)半導體器件，突破該領(lǐng)域二十余年的研究瓶頸。這一突破將進(jìn)一步推動(dòng)現代信息電子學(xué)和大規?；パa金屬氧化物半導體(CMOS)技術(shù)的發(fā)展。

相比于多晶半導體，非晶體系具有諸多優(yōu)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(xué)性能不足而急需探索新材料。

目前非晶P型半導體面臨著(zhù)重大挑戰，嚴重阻礙了新型電子器件研發(fā)和大規模N-P互補金屬氧化物半導體技術(shù)的發(fā)展。傳統氧化物半導體因高局域態(tài)價(jià)帶頂和自補償效應，導致空穴傳輸效率極差，難以滿(mǎn)足應用需求。

科研人員因此投入大量精力開(kāi)發(fā)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(tài)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(yè)制程工藝兼容。

在過(guò)去二十余年里，科研人員不斷改進(jìn)和優(yōu)化“價(jià)帶軌道雜化理論”，嘗試實(shí)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(zhuān)家普遍認為，實(shí)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(yè)制程兼容的熱蒸鍍工藝實(shí)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(kāi)啟P型半導體器件的研究熱潮，并在建立商業(yè)上可行的非晶P溝道TFT技術(shù)和低功耗CMOS集成器件邁出了重要的一步。