Veröffentlicht am 9. August 2024 um 15:30 Uhr in der EE Times Japan
Eine Forschungsgruppe der japanischen Hokkaido-Universität hat gemeinsam mit der Technischen Universität Kochi einen Oxid-Dünnschichttransistor mit einer Elektronenbeweglichkeit von 78 cm²/Vs und exzellenter Stabilität entwickelt. Dieser Transistor wird in der Lage sein, die Bildschirme von 8K-OLED-Fernsehern der nächsten Generation anzusteuern.
Die Oberfläche des Dünnfilms der aktiven Schicht ist mit einem Schutzfilm bedeckt, was die Stabilität erheblich verbessert.
Im August 2024 gab eine Forschungsgruppe um Assistenzprofessor Yusaku Kyo und Professor Hiromichi Ota vom Forschungsinstitut für Elektronikwissenschaften der Universität Hokkaido in Zusammenarbeit mit Professor Mamoru Furuta von der Fakultät für Naturwissenschaften und Technologie der Technischen Universität Kochi die Entwicklung eines Oxid-Dünnschichttransistors mit einer Elektronenbeweglichkeit von 78 cm²/Vs und exzellenter Stabilität bekannt. Dieser Transistor soll die Bildschirme von 8K-OLED-Fernsehern der nächsten Generation ansteuern können.
Aktuelle 4K-OLED-Fernseher nutzen Oxid-IGZO-Dünnschichttransistoren (a-IGZO-TFTs) zur Ansteuerung der Bildschirme. Die Elektronenbeweglichkeit dieser Transistoren liegt bei etwa 5 bis 10 cm²/Vs. Für die Ansteuerung des Bildschirms eines 8K-OLED-Fernsehers der nächsten Generation ist jedoch ein Oxid-Dünnschichttransistor mit einer Elektronenbeweglichkeit von mindestens 70 cm²/Vs erforderlich.
Assistenzprofessor Mago und sein Team entwickelten einen TFT mit einer Elektronenbeweglichkeit von 140 cm²/Vs 2022 unter Verwendung eines Dünnfilms vonIndiumoxid (In2O3)für die aktive Schicht. Sie wurde jedoch nicht praktisch eingesetzt, da ihre Stabilität (Zuverlässigkeit) aufgrund der Adsorption und Desorption von Gasmolekülen in der Luft extrem gering war.
Diesmal entschied sich die Forschungsgruppe, die Oberfläche der dünnen aktiven Schicht mit einem Schutzfilm zu bedecken, um die Adsorption von Gasen aus der Luft zu verhindern. Die experimentellen Ergebnisse zeigten, dass TFTs mit Schutzfilmen vonYttriumoxidUndErbiumoxidEs wies eine extrem hohe Stabilität auf. Darüber hinaus betrug die Elektronenbeweglichkeit 78 cm²/Vs, und die Eigenschaften blieben auch dann unverändert, als 1,5 Stunden lang eine Spannung von ±20 V angelegt wurde.
Andererseits verbesserte sich die Stabilität bei TFTs, die Hafniumoxid oderAluminiumoxidals Schutzfilme. Bei der Untersuchung der atomaren Anordnung mit einem Elektronenmikroskop zeigte sich, dassIndiumoxid UndYttriumoxid waren auf atomarer Ebene fest verbunden (heteroepitaktisches Wachstum). Im Gegensatz dazu wurde bestätigt, dass in TFTs, deren Stabilität sich nicht verbesserte, die Grenzfläche zwischen dem Indiumoxid und dem Schutzfilm amorph war.