Opublikowano 9 sierpnia 2024 r. o godz. 15:30 w EE Times Japan
Grupa badawcza z japońskiego Uniwersytetu Hokkaido opracowała wspólnie z Uniwersytetem Technologicznym w Kochi „tranzystor cienkowarstwowy tlenkowy” o ruchliwości elektronów 78 cm²/Vs i doskonałej stabilności. Będzie on mógł być wykorzystany do zasilania ekranów telewizorów OLED 8K nowej generacji.
Powierzchnia warstwy aktywnej pokryta jest cienką warstwą ochronną, co znacznie poprawia stabilność
W sierpniu 2024 roku grupa badawcza, w skład której weszli adiunkt Yusaku Kyo i profesor Hiromichi Ota z Instytutu Badań Nauk Elektronicznych Uniwersytetu Hokkaido, we współpracy z profesorem Mamoru Furutą z Wydziału Nauk Ścisłych i Technologii Uniwersytetu Technologicznego w Kochi, ogłosiła opracowanie „tranzystora cienkowarstwowego tlenkowego” o ruchliwości elektronów 78 cm²/Vs i doskonałej stabilności. Będzie on mógł być wykorzystywany do zasilania ekranów telewizorów OLED 8K nowej generacji.
Obecne telewizory OLED 4K wykorzystują tranzystory cienkowarstwowe oxide-IGZO (tFT a-IGZO) do sterowania ekranami. Ruchliwość elektronów tego tranzystora wynosi około 5–10 cm²/Vs. Jednak do sterowania ekranem telewizora OLED 8K nowej generacji wymagany jest tranzystor cienkowarstwowy oxide o ruchliwości elektronów wynoszącej 70 cm²/Vs lub więcej.
Asystent profesora Mago i jego zespół opracowali TFT o ruchliwości elektronów wynoszącej 140 cm2/Vs 2022, wykorzystując cienką warstwętlenek indu (In2O3)dla warstwy aktywnej. Nie został on jednak wykorzystany w praktyce, ponieważ jego stabilność (niezawodność) była wyjątkowo niska ze względu na adsorpcję i desorpcję cząsteczek gazu w powietrzu.
Tym razem grupa badawcza zdecydowała się pokryć powierzchnię cienkiej warstwy aktywnej folią ochronną, aby zapobiec adsorpcji gazu w powietrzu. Wyniki eksperymentów wykazały, że TFT z warstwami ochronnymitlenek itruItlenek erbuWykazywał wyjątkowo wysoką stabilność. Co więcej, ruchliwość elektronów wynosiła 78 cm2/Vs, a charakterystyka nie zmieniła się nawet po przyłożeniu napięcia ±20 V przez 1,5 godziny, pozostając stabilna.
Z drugiej strony stabilność nie poprawiła się w przypadku tranzystorów TFT wykorzystujących tlenek hafnu lubtlenek glinujako warstwy ochronne. Po obserwacji układu atomów za pomocą mikroskopu elektronowego stwierdzono, żetlenek indu Itlenek itru były ściśle powiązane na poziomie atomowym (wzrost heteroepitaksjalny). Natomiast w TFT, których stabilność nie uległa poprawie, potwierdzono, że interfejs między tlenkiem indu a warstwą ochronną był amorficzny.