TFT de óxido de alta movilidad de electrones capaz de controlar pantallas de TV OLED 8K

Publicado el 9 de agosto de 2024 a las 15:30 EE Times Japan

Un grupo de investigación de la Universidad Japonesa de Hokkaido ha desarrollado conjuntamente con la Universidad Tecnológica de Kochi un "transistor de película fina de óxido" con una movilidad electrónica de 78 cm2/Vs y una excelente estabilidad. Será posible controlar las pantallas de televisores OLED 8K de próxima generación.

La superficie de la película delgada de la capa activa está cubierta con una película protectora, lo que mejora enormemente la estabilidad.

En agosto de 2024, un grupo de investigación que incluía al profesor asistente Yusaku Kyo y al profesor Hiromichi Ota del Instituto de Investigación de Ciencias Electrónicas de la Universidad de Hokkaido, en colaboración con el profesor Mamoru Furuta de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la Universidad Tecnológica de Kochi, anunció que habían desarrolló un "transistor de película fina de óxido" con una movilidad electrónica de 78 cm2/Vs y una excelente estabilidad. Será posible controlar las pantallas de televisores OLED 8K de próxima generación.

Los televisores OLED 4K actuales utilizan transistores de película delgada de óxido-IGZO (a-IGZO TFT) para controlar las pantallas. La movilidad electrónica de este transistor es de aproximadamente 5 a 10 cm2/Vs. Sin embargo, para controlar la pantalla de un televisor OLED 8K de próxima generación, se requiere un transistor de película delgada de óxido con una movilidad de electrones de 70 cm2/Vs o más.

El profesor asistente Mago y su equipo desarrollaron un TFT con una movilidad de electrones de 140 cm2/Vs 2022, utilizando una fina película de óxido de indio (In2O3) para la capa activa. Sin embargo, no se puso en práctica porque su estabilidad (confiabilidad) era extremadamente pobre debido a la adsorción y desorción de moléculas de gas en el aire.

Esta vez, el grupo de investigación decidió cubrir la superficie de la fina capa activa con una película protectora para evitar que el gas sea absorbido en el aire. Los resultados experimentales mostraron que los TFT con películas protectoras de óxido de itrio y óxido de erbio exhibió una estabilidad extremadamente alta. Además, la movilidad de los electrones fue de 78 cm2/Vs y las características no cambiaron incluso cuando se aplicó un voltaje de ±20 V durante 1,5 horas, permaneciendo estables.

Por otro lado, la estabilidad no mejoró en los TFT que usaban óxido de hafnio o óxido de aluminio como películas protectoras. Cuando se observó la disposición atómica usando un microscopio electrónico, se encontró que óxido de indio y óxido de itrio estaban fuertemente unidos a nivel atómico (crecimiento heteroepitaxial). Por el contrario, se confirmó que en los TFT cuya estabilidad no mejoró, la interfaz entre el óxido de indio y la película protectora era amorfa.