"El progreso de la investigación sobre semiconductores amorfos de tipo p ha sido notablemente lento", según la Universidad de Ciencias y Ciencias de Pohang. Tecnología (PosTech). “A pesar de la adopción generalizada de semiconductores de óxido amorfo de tipo n, particularmente aquellos basados en IGZO [óxido de indio, galio y zinc] en pantallas OLED y dispositivos de memoria, el avance de los materiales de óxido de tipo p se ha visto impedido por numerosos defectos inherentes. Este revés ha obstaculizado el desarrollo de CMOS”.
El equipo descubrió que la carga de óxido de telurio aumenta en estructuras deficientes en oxígeno debido a la creación de un nivel aceptor capaz de acomodar electrones, lo que permite que el material funcione como un tipo p. semiconductor.
A partir de esta observación, se diseñaron transistores utilizando películas delgadas de telurio parcialmente oxidadas modificadas con selenio, un 'subóxido' de la forma Se.0.25teo1.44 – normalmente los óxidos son SeO2 y teo2
Los resultados incluyen una movilidad del agujero de 15 cm.2/V/s y una relación de corriente on-off de 106-107.
¿Por qué agregar selenio?
"El selenio puede aumentar la corriente activa y disminuir la corriente desactivada", dijo el investigador principal, el profesor Yong-Young Noh (foto) dijo a Electronics Weekly. “Sin selenio, TeOx mostró una baja movilidad de 1-2 cm2/V/s. Después de alear el selenio con el teluro, se genera un canal de conducción de huecos”.
Los transistores son del tipo de puerta inferior, con un aislador de puerta de dióxido de silicio y una puerta de silicio. Los contactos de fuente y drenaje eran de níquel.
"Estos logros casi igualan los niveles de rendimiento de los semiconductores de óxido de tipo n convencionales, como los IGZO", dijo PosTech, que continuó describiendo los transistores como teniendo "una estabilidad excepcional en condiciones externas variables, incluidas fluctuaciones de voltaje, corriente, aire y humedad". En particular, se observó un rendimiento uniforme en todos los componentes TFT cuando se fabricaron en obleas, lo que afirma su idoneidad para dispositivos semiconductores fiables aplicables en entornos industriales”.
Se prevén aplicaciones en pantallas para televisores OLED, dispositivos de realidad virtual y realidad aumentada, así como en investigaciones sobre CMOS y DRAM; Samsung Display estuvo entre los partidarios del proyecto.
La Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang trabajó con el Instituto de Investigación de Estándares y Ciencias de Corea y el Laboratorio del Acelerador de Pohang.
El trabajo se publica en Nature como 'Óxido de telurio con aleación de selenio para transistores amorfos de canal p'.