Оксидный TFT с высокой подвижностью электронов, способный управлять экранами телевизоров OLED 8K

Опубликовано 9 августа 2024 г., 15:30 EE Times Japan

Исследовательская группа из Японского университета Хоккайдо совместно с Технологическим университетом Коти разработала «оксидный тонкопленочный транзистор» с подвижностью электронов 78 см2/Вс и превосходной стабильностью. Можно будет управлять экранами 8K OLED-телевизоров нового поколения.

Поверхность тонкой пленки активного слоя покрыта защитной пленкой, что значительно повышает стабильность.

В августе 2024 года исследовательская группа, в которую вошли доцент Юсаку Кё и профессор Хиромичи Ота из Научно-исследовательского института электронных наук Университета Хоккайдо в сотрудничестве с профессором Мамору Фурутой из Школы науки и технологий Технологического университета Коти, объявили, что они разработал «оксидный тонкопленочный транзистор» с подвижностью электронов 78 см2/Вс и превосходной стабильностью. Можно будет управлять экранами 8K OLED-телевизоров нового поколения.

В современных 4K OLED-телевизорах для управления экранами используются тонкопленочные транзисторы оксид-IGZO (a-IGZO TFT). Подвижность электронов этого транзистора составляет от 5 до 10 см2/Вс. Однако для управления экраном 8K OLED-телевизора нового поколения требуется оксидный тонкопленочный транзистор с подвижностью электронов 70 см2/Вс или более.

Доцент Маго и его команда разработали TFT с подвижностью электронов 140 см2/Вс в 2022 году, используя тонкую пленку оксид индия (In2O3) для активного слоя. Однако практического применения он не нашел, так как его стабильность (надежность) была крайне низкой из-за адсорбции и десорбции молекул газа в воздухе.

На этот раз исследовательская группа решила покрыть поверхность тонкого активного слоя защитной пленкой, чтобы предотвратить адсорбцию газа в воздухе. Результаты экспериментов показали, что TFT с защитными пленками оксид иттрия и оксид эрбия продемонстрировал чрезвычайно высокую стабильность. При этом подвижность электронов составила 78 см2/Вс, а характеристики не изменились даже при подаче напряжения ±20 В в течение 1,5 часов, оставаясь стабильными.

С другой стороны, стабильность не улучшилась в TFT, в которых использовался оксид гафния или оксид алюминия в качестве защитных пленок. Когда расположение атомов наблюдали с помощью электронного микроскопа, было обнаружено, что оксид индия и оксид иттрия были прочно связаны на атомном уровне (гетероэпитаксиальный рост). Напротив, было подтверждено, что в TFT, стабильность которых не улучшилась, граница раздела между оксидом индия и защитной пленкой была аморфной.