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雷火竞技浦项科技大学开发热蒸镀环保半导体

发布日期:2022-12-23 18:35 浏览次数:

  研究人员通过一种简单的热蒸镀工艺(thermal evaporation)开发了高性能的n型Bi2S3半导体和p型Te半导体。

  盖世汽车讯 半导体是生活中不可或缺的产品,可用于智能手机、电脑和车辆等。然而,在半导体的制造过程中,所产生的温室气体和废料日益增多,从而引起严重的环境问题。据外媒报道,为了解决这一问题,浦项科技大学(POSTECH)的研究人员通过一种简单的热蒸镀工艺(thermal evaporation)开发了高性能的n型Bi2S3半导体和p型Te半导体。

  采用目前生产第八代大面积OLED(2200 × 2500 mm)的热蒸镀工艺,可以实现大面积制造,而且成本低,具有环保性。这些材料有望用于有机发光二极管(OLED)显示驱动电路和各种半导体电路。

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  LTPO驱动电路是低温多晶硅和氧化物半导体的组合,目前用作OLED显示器的驱动电路,由于功耗低,具有延长移动设备电池寿命的优势,但制造工艺复杂且成本高。为了满足日益增长的环境雷火竞技、社会和治理(ESG)需求,研究人员致力于开发更加简单、更环保的半导体制造工艺,以减少能耗。

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  该团队使用一种类似于石墨烯的二维材料——硫族元素(指硫、硒和碲)。向这些元素中添加过渡金属而制成的化合物,同时具有导体和半导体的性质。研究人员没有使用传统工艺,而是通过热蒸镀工艺,利用Bi2S3来制造半导体薄膜。在此过程中,材料在高真空中热蒸发,所产生的蒸汽会附着在板上。通过简单的热处理来控制电荷数量,可以在不掺杂的情况下随意制造半导体和导体,被认为是本研究的核心专有技术。

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  基于该工艺,研究人员制得高性能n型薄膜晶体管,并以同样的方法成功开发了Te高性能p型半导体。此外,将这种晶体管和电子电路制造工艺,添加到标准的OLED制造过程,则可以实现一步制造。这种方法将有助于显著降造OLED的成本,目前成本高被认为是该技术的缺点之一,特别是可以利用现有的OLED热蒸镀设备而无需准备新设备,从而降低工艺所需的预算和制造成本。

  研究负责人Yong-Young Noh教授表示:“这项研究中使用的Bi2S3和Te是非常有吸引力的材料,通过简单的热处理过程,可以从导体过渡为半导体雷火竞技。这项研究通过简单的热蒸镀工艺,成功实现了晶片级n型和p型晶体管雷火竞技,以及结合这两种晶体管的互补逆变电路。”

  研究人员表示,这项研究有望促进各类使用硫化物半导体器件的研究,以及相关技术的商业化。

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