缺陷定量与抑制策略推动高性能p型氧化碲晶体管发展

来自研究团队的最新工作聚焦于p型硒合金氧化碲（SeTe-TeOx）薄膜晶体管（TFTs）的缺陷物理机制研究。通过低频噪声谱（LFN）和脉冲电测量技术，团队成功量化界面缺陷密度（1.41×1021 cm?3 eV?1），并实现超过20 cm2 V?1 s?1的空穴迁移率，为高性能氧化物电子器件提供了关键理论与技术支撑。

　　

近期，碲（Te）基氧化物作为一种新兴的p型氧化物半导体，在薄膜晶体管（Thin-Film Transistors, TFTs）领域展现出巨大潜力。其具备高空穴迁移率、优异的环境稳定性以及与全氧化物互补金属氧化物半导体（all-oxide CMOS）工艺的良好兼容性。然而，缺陷物理的定量研究仍是揭示其本征传输特性与优化器件性能的关键。

本研究提出了一种结合低频噪声（Low-Frequency Noise, LFN）谱分析与脉冲电学测量的综合策略，用于分析和抑制高迁移率硒合金氧化碲（SeTe-TeO_x）TFTs中由缺陷引起的性能限制。LFN分析表明，载流子数涨落与关联迁移率涨落（Correlated Mobility Fluctuation, CMF；即Δμ-Δn）是噪声行为的主导机制。在20 Hz下测得的界面缺陷态密度为1.41×10²¹ cm^?3 eV^?1，显著低于当前主流的p型氧化锡（SnO）器件。

通过与n型铟镓锌氧化物（InGaZnO）和SnO TFTs的对比研究，进一步凸显了p型氧化物在缺陷机制与能态分布方面的独特性。此外，采用脉冲电流-电压（pulsed I–V）测试与低温电学测量，实现了电荷捕获过程的时间解耦，从而揭示出器件的本征性能：场效应空穴迁移率超过20 cm² V^?1 s^?1、亚阈值摆幅小、迟滞效应极弱。

该研究不仅强调了缺陷定量与抑制在推动p型氧化物半导体发展中的核心作用，也为构建可靠、高性能的氧化物电子器件提供了坚实平台。