“O progresso da pesquisa sobre semicondutores amorfos do tipo p tem sido notavelmente lento”, de acordo com a Universidade de Ciência e Ciência de Pohang. Equipar (PosTech). “Apesar da ampla adoção de semicondutores de óxido amorfo do tipo n, particularmente aqueles baseados em IGZO [óxido de índio, gálio e zinco] em displays OLED e dispositivos de memória, o avanço dos materiais de óxido do tipo p tem sido impedido por numerosos defeitos inerentes. Este revés atrapalhou o desenvolvimento do CMOS.”
A equipe descobriu que a carga do óxido de telúrio aumenta em estruturas deficientes em oxigênio devido à criação de um nível aceitador capaz de acomodar elétrons, permitindo que o material funcione como um tipo p. Semicondutor.
A partir desta observação, os transistores foram projetados usando filmes finos de telúrio parcialmente oxidados modificados com selênio – um 'subóxido' da forma Se0.25TeO1.44 – normalmente os óxidos são SeO2 e TeO2
Os resultados incluem mobilidade do furo de 15 cm2/V/s e uma relação de corrente liga-desliga de 106-107.
Por que adicionar selênio?
“O selênio pode aumentar a corrente ligada e diminuir a corrente”, disse o pesquisador principal, Professor Yong-Young Noh (retratado) disse à Electronics Weekly. “Sem selênio, TeOx mostrou uma baixa mobilidade de 1-2cm2/V/s. Depois que o selênio foi ligado ao telúrio, um canal de condução buraco é gerado.”
Os transistores são do tipo bottom-gate, com um isolador de dióxido de silício e uma porta de silício. Os contatos da fonte e do dreno eram de níquel.
“Essas conquistas quase correspondem aos níveis de desempenho dos semicondutores convencionais de óxido tipo n, como os IGZOs”, disse PosTech, que descreveu os transistores como tendo “estabilidade excepcional sob condições externas variadas, incluindo flutuações de tensão, corrente, ar e umidade. Notavelmente, foi observado desempenho uniforme em todos os componentes do TFT quando fabricados em wafers, afirmando sua adequação para dispositivos semicondutores confiáveis aplicáveis em ambientes industriais”.
Estão previstas aplicações em displays para TVs OLED, dispositivos de realidade virtual e realidade aumentada, além de pesquisas em CMOS e DRAM – a Samsung Display esteve entre os apoiadores do projeto.
A Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang trabalhou com o Instituto de Pesquisa de Padrões e Ciência da Coreia e o Laboratório Acelerador de Pohang.
O trabalho foi publicado na Nature como 'Óxido de telúrio ligado com selênio para transistores amorfos de canal p'.