โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกมันคือทรานซิสเตอร์ฟิล์มบางอินเดียมแกลเลียมออกไซด์ (a-IGZO) อสัณฐานที่ถูกเสนอสำหรับรูปแบบของ DRAM ซึ่งสามารถเพิ่มความหนาแน่นของหน่วยความจำได้โดยการซ้อนทรานซิสเตอร์
ปัญหาคือความต้านทานของส่วนต่อประสานระหว่างอิเล็กโทรดโลหะและช่อง IGZO อาจมากเกินไป
เป็นที่ทราบกันดีว่าการนำไฮโดรเจนเข้าไปในส่วนต่อประสานสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ลดความต้านทานของส่วนต่อประสานนี้อย่างถาวร และวิธีในการแพร่กระจายก๊าซลงผ่านชั้นบนไปยังส่วนต่อประสานนั้นเคยพบมาก่อนหน้านี้ ตามข้อมูลของ Tokyo Tech แต่เป็นกระบวนการที่มีหลายขั้นตอน และไม่สามารถใช้งานได้กับทรานซิสเตอร์แบบฟิล์มบางแบบเรียงซ้อน
ทีมงานโตเกียวเลือกแพลเลเดียมเป็นแหล่งกำเนิดและระบายโลหะที่สัมผัสกัน ซึ่งดูดซับไฮโดรเจนระหว่างอะตอมได้ดีผิดปกติ
ตราบใดที่อิเล็กโทรดมาถึงพื้นผิวของชั้นบางจุดใกล้กับทรานซิสเตอร์ แพลเลเดียมจะทำหน้าที่เป็นไส้ตะเกียง เพื่อนำไฮโดรเจนไปยังส่วนต่อประสานที่สำคัญจากภายในโลหะ
“วิธีนี้ต้องใช้โลหะที่มีอัตราการแพร่กระจายของไฮโดรเจนสูงและมีความสามารถในการละลายของไฮโดรเจนสูง เพื่อลดระยะเวลาหลังการบำบัดและลดอุณหภูมิในการประมวลผล” นักวิจัย มาซาตาเกะ ซึจิ จากศูนย์วิจัย MDX สำหรับกลยุทธ์องค์ประกอบของบริษัทโตเกียว เทค กล่าว “เราใช้แพลเลเดียมเนื่องจากมันตอบสนองสองบทบาทในการเร่งปฏิกิริยาการแยกตัวและการขนส่งไฮโดรเจน ทำให้กลายเป็นวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการฉีดไฮโดรเจนในเซมิคอนดักเตอร์ออกไซด์อสัณฐานที่อุณหภูมิต่ำ แม้แต่ที่การสัมผัสภายในที่ลึก”
ในการพิสูจน์แนวคิดนั้น ทรานซิสเตอร์แบบฟิล์มบาง IGZO ที่มีอิเล็กโทรดแพลเลเดียมแบบฟิล์มบางได้ถูกประดิษฐ์ขึ้น และอบด้วยความร้อนที่ 150°C เป็นเวลา 10 นาทีในบรรยากาศไฮโดรเจน 5%
“การทดสอบพบว่าความต้านทานการสัมผัสของ TFT ลดลงสองลำดับความสำคัญ นอกจากนี้ ความคล่องตัวของตัวพาประจุยังเพิ่มขึ้นจาก 3.2cm2/V/s เป็นเกือบ 20cm2/V/s” ตามที่มหาวิทยาลัยระบุ “นอกจากนี้ วิธีการนี้ยังรักษาความเสถียรของ TFT โดยไม่แสดงผลข้างเคียงเนื่องจากการแพร่กระจายของไฮโดรเจนในอิเล็กโทรด”
นอกจากนี้ ทีมงานยังเลือก ZnO-SiO2 เป็นชั้นฟิล์มกรองแสงเหนือทรานซิสเตอร์สำหรับความสามารถในการปิดกั้นสิ่งเจือปนและน้ำจากช่องสัญญาณ และยังปิดกั้นไฮโดรเจนด้วย เพื่อให้แพลเลเดียมเป็นเส้นทางเดียวที่ไปยังส่วนต่อประสาน
งานนี้ได้รับการตีพิมพ์ในชื่อ 'แนวทางการสร้างความต้านทานการสัมผัสต่ำบนส่วนต่อประสานที่ฝังอยู่ในทรานซิสเตอร์ฟิล์มบางออกไซด์: การใช้วิถีทางไฮโดรเจนที่ใช้แพลเลเดียมเป็นสื่อกลาง' ใน ACS Nano