在当今科技迅猛发展的时代，半导体材料和器件的研究与开发已成为推动信息技术进步的关键力量。近期，中韩科研人员在这一领域取得了重大突破，他们成功研发出高迁移率稳定的非晶P型（空穴）半导体器件，这一成果不仅打破了长达二十余年的研究瓶颈，更为现代信息电子学和大规模互补金属氧化物半导体（CMOS）技术的发展注入了新的动力。
非晶半导体因其低成本、易加工、高稳定性以及大面积制造均匀等特性，在电子器件制造中占有重要地位。然而，传统的非晶氢化硅由于电学性能不足，限制了其在高性能电子器件中的应用。特别是在追求更高频率和更低功耗的今天，对非晶P型半导体的需求日益迫切。科研人员一直在探索新型非氧化物P型半导体材料，以期在多晶态下展现更好的P型特性，但稳定性和均匀性等固有缺陷限制了它们的应用。
中韩科研团队的这一突破性成果，提出了一种新颖的碲（Te）基复合非晶P型半导体设计理念。通过采用工业制程兼容的热蒸镀工艺，实现了薄膜的低温制备，这一创新不仅证明了在高性能、稳定的P沟道TFT器件和CMOS互补电路中的应用可行性，更为未来低功耗CMOS集成器件的商业化奠定了基础。
图一：中韩科技人员在半导体材料领域取得突破
研究团队通过深入的理论分析，揭示了碲5p轨道组成的高分散价带顶和浅能级受体态，为非晶体系下足量的空穴掺杂和有效空穴传输提供了重要基础。此外，硒合金化处理的应用有效调节了空穴浓度，实现了场效应空穴迁移率达到15cm²/Vs和电流开关比约为107的高性能P沟道TFT器件。这些器件不仅展现了良好的偏置应力和环境稳定性，还在晶圆尺度上表现出了优异的均匀性。
这一碲基材料体系的性能远超过其他新兴非晶P型半导体材料，其卓越的经济性、稳定性、可扩展性和加工性使得其制备工艺与现有的工业生产线和后端集成技术完美兼容。这种复合相策略为设计新一代稳定的非晶P型半导体材料提供了新的启示，预示着P型半导体器件研究的新时代即将到来。
这项研究的成功是中国电子科技大学和韩国浦项科技大学科研人员共同努力的结果。论文第一单位为电子科技大学基础与前沿研究院，电子科技大学基础与前沿研究院教授刘奥担任论文第一作者和通讯作者。这一成果的发表，不仅是对科研团队辛勤工作的肯定，也是对全球半导体材料和器件研究领域的重要贡献。
随着这项技术的进一步发展和应用，可以预计它将在5G通信、物联网、人工智能、自动驾驶等多个领域发挥重要作用。高性能的非晶P型半导体器件将为这些技术提供更强大的计算能力、更快的响应速度和更低的能耗，从而推动整个信息技术产业的快速发展。
在未来，我们可以预见，随着非晶P型半导体技术的不断成熟和优化，它将在电子器件制造中扮演越来越重要的角色。这不仅将促进现有技术的升级换代，还将催生一系列全新的应用场景和商业模式。中韩科研人员的这一突破性成果，无疑为我们描绘了一个更加智能、高效和可持续的未来蓝图。
