韓國p型鈣鈦礦晶體管取得重大進展，有望用於AI計算DRAM

韓國研究團隊在半導體領域取得突破性成果，成功開發出性能與穩定性大幅提升的p型鈣鈦礦電晶體，有望破解長期制約高性能低功耗晶片發展的核心難題，並為AI計算用垂直堆疊DRAM等下一代存儲器件開闢新路徑。

據韓國《先驅報》週四報導，浦項工科大學（POSTECH）教授Noh Yong-young研究團隊宣布，**其開發的基於銫-錫-碘（CsSnI₃）薄膜的p型鈣鈦礦電晶體，正孔遷移率突破50 cm²/V·s，電流開關比超過1億（10⁸），達到全球p型鈣鈦礦電晶體最高水平。**相關研究成果已發表於國際頂級學術期刊《自然》（Nature）。

該研究的核心突破在於解決了錫基鈣鈦礦半導體長期面臨的空氣穩定性問題——新器件在空氣中可穩定工作超過4小時，並在100℃加速老化條件下保持初始性能逾一個月，而此前同類器件在空氣中數分鐘內即告失效。

研究團隊表示，這一成果將加速p型鈣鈦礦薄膜電晶體在集成電路中的實際應用進程，對AI計算用垂直堆疊DRAM、新一代顯示驅動電路及可穿戴設備等領域具有重要意義。

p型電晶體：半導體領域的"十大未來難題"之一

電晶體是晶片的基本構成單元，分為傳輸電子的n型和傳輸正孔（電子離開後留下的空位）的p型兩類。高性能、低功耗半導體的實現有賴於兩類電晶體的性能均衡，然而p型電晶體性能的提升歷來極為困難，已被韓國科學技術信息通信部列為"半導體領域十大未來難題"之一。

錫基鈣鈦礦材料因正孔傳輸順暢、性能可比肩現有氧化物半導體，長期被視為破解這一難題的候選方案。然而，其最大缺陷在於對空氣極度敏感：材料表面殘留的未反應錫離子（Sn²⁺）與空氣接觸後迅速氧化，產生大量阻礙電荷流動的缺陷，導致半導體性能急劇下降。

"揮發性表面重構"策略破解穩定性瓶頸

Noh Yong-young團隊提出了名為"揮發性表面重構"的解決方案。

研究人員在CsSnI₃半導體表面施加醋酸鉀（KAc）處理後，原本導致性能劣化的未反應錫離子轉化為揮發性化合物醋酸亞錫（Sn(Ac)₂），並自然揮發至空氣中。錫離子離開後，碘化鉀（KI）在原位自發生成，形成保護半導體免受外部環境侵蝕的"自防御層"。

這一工藝使器件的閾值電壓顯著降低，正孔遷移率超過50 cm²/V·s，電流開關比達10⁸以上。穩定性方面，新器件在空氣中可持續工作4小時以上，在100℃加速老化條件下亦能維持初始性能超過一個月，較此前同類器件的穩定性實現質的飛躍。

應用前景：AI存儲、顯示驅動與可穿戴設備

Noh Yong-young教授表示，這是全球首次就p型鈣鈦礦薄膜電晶體在《自然》上發表相關成果，得益於三星顯示器及韓國科學技術信息通信部六年來的持續支持。

**他指出，此次研究解決了錫基鈣鈦礦半導體長期存在的低穩定性問題，將推動p型鈣鈦礦薄膜電晶體長期穩定性的確立及其在集成電路中的應用落地。**在應用方向上，該技術有望成為AI計算用垂直堆疊DRAM存儲器件、新一代顯示驅動電路、可穿戴設備及高集成度半導體器件等未來電子產業核心技術的重要基礎。

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