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低温等离子体增强原子层沉积法利用官能化烷基前驱体制备氧化锡(IV)：基于SnO?薄膜晶体管器件的制备与评估

DOI：10.1021/acsami.8b16443 期刊：ACS Applied Materials & Interfaces 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 报道了一种从锡前驱体开发到底层向上工艺，再到用于四价锡氧化物的等离子体增强原子层沉积（PEALD）技术，并成功应用于薄膜晶体管器件。实验证明采用四(二甲氨基)丙基锡(IV)[Sn(DMP)4]和氧等离子体可在低至60°C温度下实现四价锡氧化物薄膜的PEALD沉积。该液态前驱体已通过热重分析等手段完成合成与全面表征，显示出良好的挥发性和长期热稳定性。[Sn(DMP)4]在PEALD实验中呈现典型饱和特性，在150°C和60°C时分别保持0.27或0.42 ?/循环的恒定生长速率。在原子层沉积范围内，所得薄膜表面光滑、均匀且纯度极高?；谡庑┯乓焯匦裕呕蟮腜EALD工艺采用60°C沉积的6纳米厚氧化锡沟道材料层，应用于底接触底栅薄膜晶体管时，该低温沉积的原生薄膜展现出高达10^7的开关比和约12 cm2 V?1 s?1的场效应迁移率。
作者： Lukas Mai，Wolfram Gilbert，Anjana Devi，Teresa de los Arcos，Christian Hoppe，Detlef Rogalla，David Zanders，Guido Grundmeier，Ersoy Suba??，Klaus Schierbaum，Engin Ciftyurek，Claudia Bock
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种利用新型前驱体的低温等离子体增强原子层沉积（PEALD）工艺制备二氧化锡（SnO2）薄膜，并评估其在薄膜晶体管（TFT）中的应用。

研究成果

[Sn(DMP)4]前驱体可在无需退火处理的情况下，通过低温PEALD工艺制备出高纯度SnO2薄膜，在TFT中展现出优异的电学性能——具有高开关比和迁移率。这使其适用于柔性电子器件，并具备传感应用潜力。

研究不足

该研究仅限于特定的前驱体和等离子体条件；较低的沉积温度会导致更高的氢含量和羟基，这可能影响电学性能。若不进行优化，该工艺可能无法直接适用于所有衬底类型。

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