基于高k材料的低压n型和p型薄膜晶体管研究获得新进展

青岛大学物理学院Fukai Shan课题组首创地利用“水性溶胶”技术实现新型氧化钪(Sc2O3)高k介电材料及其在低压n型和p型薄膜晶体管(TFT)上的应用。高k介电薄膜和p型半导体材料一直是微电子器件研究的亟待突破的重点领域,也是低功耗显示器、CMOS集成电路必不可少的组成部分。“水溶胶”Sc2O3高k介电薄膜的成功实施也是世界范围内首次利用廉价的溶胶技术制备该类介电材料。同时利用“水溶胶”技术和“水溶胶”诱导的“多元醇还原”技术分别制备n型InZnO和p型CuO半导体沟道层。测试结果表明Sc2O3高k介电材料的使用极大地缩小了TFT器件的操作电压(从40 V降低到1.5 V),仅利用一节干电池即可驱动,对低能耗电子器件的研发具有重要的意义。“水性溶胶”技术的成功实施将推动微电子产业走向更加绿色环保的道路。该成果将对平板显示领域、生物和光探测领域、以及CMOS集成电路的应用开发有重要影响。