Тюнінг провідності тонкою плівки SnS при відпалі у відкритому повітряному середовищі для застосування в транзисторах

Анотація

Дослідження спрямоване на покращення та оптимізацію провідності SnS за допомогою відпалу для застосування в напівпровідниковому шарі польового транзистора. Відомо, що міжвузлові атоми і вакансії в плівках SnS викликають пастки, які обмежують носії заряду і, отже, обмежують досягнення порогової напруги для роботи польового транзистора. Налаштування провідності SnS для застосування у транзисторах викликає інтерес для роботи нових пристроїв. Тонкоплівкові напівпровідники SnS товщиною 0,4 мкм були осаджались методом хімічного аерозольного осадження та відпалені на відкритому повітрі при температурі відпалу 150, 200, 250, 300 та 350°C. Зміна температури відпалу від 150 до 250°C підвищує кристалічність відпалених зразків тонкої плівки за рахунок збільшення кількості кристалітів відпалених плівок, що також підкріплюється зменшенням значень FWHM. Однак спостерігалося подальше зменшення розміру кристаліту при більш високій температурі відпалу від 300 до 350°C, що можна було пояснити фрагментацією скупчень кристалітів при більш високій температурі відпалу. Збільшення температури відпалу збільшує розмір зерна, що призводить до зменшення меж зерна та потенційного бар'єру, тим самим змінюючи структуру та фазу плівок, що по суті впливає на електропровідність тонких плівок SnS. Плівки, відпалені при 250°C, демонстрували оптимальну провідність. Середні коефіцієнти Холла на зразках, осаджених від 150 до 250°C, були позитивними, що вказує на те, що плівки, відпалені в цьому діапазоні температур, мають p‑тип провідності, тоді як середні коефіцієнти Холла для зразків, осаджених при 300 і 350°C, були негативними, що свідчить про те, що плівки мають n‑тип провідності. Зміна електропровідності має важливе значення для використання SnS як шару напівпровідникового каналу, особливо в польовому транзисторі, де пристрій може бути налаштований на роботу типу напівпровідникового каналу типу p або n‑типу.