"Les progrès de la recherche sur les semi-conducteurs amorphes de type p ont été particulièrement lents", selon l'Université des sciences et des sciences de Pohang. Technologie (PosTech). « Malgré l’adoption généralisée de semi-conducteurs à oxyde amorphe de type n, en particulier ceux à base d’IGZO [oxyde d’indium gallium zinc] dans les écrans OLED et les dispositifs de mémoire, l’avancement des matériaux à base d’oxyde de type p a été entravé par de nombreux défauts inhérents. Ce revers a entravé le développement du CMOS.
L'équipe a découvert que la charge de l'oxyde de tellure augmente dans les structures déficientes en oxygène en raison de la création d'un niveau accepteur capable d'accueillir des électrons, permettant au matériau de fonctionner comme un type p. semi-conducteur.
À partir de cette observation, des transistors ont été conçus en utilisant des couches minces de tellure partiellement oxydées modifiées avec du sélénium – un « sous-oxyde » de la forme Se.0.25Téo1.44 – normalement les oxydes sont du SeO2 et TeO2
Les résultats incluent une mobilité des trous de 15 cm2/V/s et un rapport de courant marche-arrêt de 106- 107.
Pourquoi ajouter du sélénium ?
"Le sélénium peut augmenter le courant d'activation et diminuer le courant d'arrêt", a déclaré le chercheur principal, le professeur Yong-Young Noh (photo) a déclaré à Electronics Weekly. « Sans sélénium, TeOx a montré une faible mobilité de 1 à 2 cm2/Contre. Une fois le sélénium allié au tellure, un canal de conduction de trous est généré.
Les transistors sont du type à grille inférieure, avec un isolant de grille en dioxyde de silicium et une grille en silicium. Les contacts de source et de drain étaient en nickel.
"Ces réalisations correspondent presque aux niveaux de performances des semi-conducteurs à oxyde de type n conventionnels tels que les IGZO", a déclaré PosTech, qui a ensuite décrit les transistors comme ayant "une stabilité exceptionnelle dans des conditions externes variables, notamment des fluctuations de tension, de courant, d'air et d'humidité". Notamment, des performances uniformes sur tous les composants TFT ont été observées lors de leur fabrication sur des tranches, confirmant leur adéquation pour des dispositifs semi-conducteurs fiables applicables dans les environnements industriels ».
Des applications sont prévues dans les écrans pour téléviseurs OLED, les appareils de réalité virtuelle et de réalité augmentée, ainsi que dans la recherche sur les CMOS et les DRAM – Samsung Display était parmi les soutiens du projet.
L'Université des sciences et technologies de Pohang a travaillé avec l'Institut coréen de recherche sur les normes et les sciences et le laboratoire de l'accélérateur de Pohang.
Le travail est publié dans Nature sous le titre « Oxyde de tellure allié au sélénium pour les transistors amorphes à canal P ».