氧化物半导体材料高通量实验筛选
闫宗楷1, 赵攀峰1, 潘逸兰1，朱俊2，向勇1
1 电子科技大学材料与能源学院，成都，611731，中国
2 电子科技大学电子科学与技术学院，成都，611731，中国
详细摘要：OLED显示是我国新兴战略产业的重要代表，薄膜晶体管(TFT)工作频率决定OLED显示性能，而沟道层半导体材料决定TFT工作频率。随着未来更高世代产线和超高清（8K × 4 K）显示技术的发展，要求大面积薄膜制备高均匀性的同时，其沟道层材料载流子迁移率将＞40 cm2/Vs。非晶氧化物半导体（AOS）是当前沟道层主流技术路线之一，具有适合大面积制备、生产成本低、制备工艺简单等特点，特别适合高世代面板线的应用。但当前，该材料的应用存在两大技术瓶颈：1、具有较高的载流子迁移率，但目前仍低于低温多晶硅（LTPS），有待进一步提升；2、大规模生产过程中，存在成分和结构偏析的可能，而造成生产良率的下降，需要发展具有较宽窗口的工艺技术，确保高产率和高良率同时实现。其高载流子迁移率性能是由于In等阳离子具有(n-1) d10ns0(n>5)电子结构，近邻原子外层s轨道重叠，构建了高的载流子传输通道。为实现对其载流子迁移率和载流子浓度的调控，需要进行元素替换和工艺优化。而针对其宽制备工艺窗口需求，则需要对同一成分材料的不同制备工艺参数进行研究。在前期研究中，报告人基于高通量磁控溅射组合材料芯片制备技术和高通量霍尔效应表征技术，开展面向InZnO基非晶氧化物半导体材料成分和工艺窗口的高通量实验研究，并筛选出具有较高载流子迁移率、适中载流子浓度和宽工艺窗口的非晶氧化物半导体新材料。基于此，报告人将探讨高通量实验技术在氧化物半导体材料中的应用。
参考文献：
[1] Burger, B., et al. A mobile robotic chemist. Nature, 2020, 583, 237-24.
[2] Yan, Z., et al. Rev. Sci. Instrum. 2020, 91, 065107.
电子科技大学材料与能源学院讲师。电子科技大学本硕博，美国哈佛大学联合培养博士，于2018年获工学博士学位。长期从事材料基因工程特别是高通量实验方向的研究，在Applied Surface Science、Review of Scientific Instruments、ACS AMI等学术期刊上发表论文10余篇；申请国家发明专利30余项，其中授权15项；承担和参与国家重点研发计划、“863”计划等国家级科研项目10余项。