The invention provides a method for regulating the surface energy band of semiconductor materials, which belongs to the technical field of semiconductor materials. The method of the invention is based on oxygen plasma treatment, which can realize continuous control of the surface chemical composition, defect density of States and energy band of the semiconductor material without affecting the transmittance and conductivity of the semiconductor material itself, and reduce the occurrence of carrier back recombination at the interface. The plasma surface treatment process designed by the invention uses radio frequency discharge as plasma excitation method and oxygen plasma to treat semiconductor materials. By utilizing the characteristics of low macro-temperature, high particle energy of radio frequency plasma and the close relationship between oxygen atom radius and semiconductor material atom radius, selective removal of atomic doping on material surface can be realized, and through power and location. Semiconductor materials with continuously adjustable surface energy bands are prepared by optimizing physical time and other parameters.
【技术实现步骤摘要】
一种半导体材料表面能级能带调控的方法
本专利技术属于半导体材料
,具体涉及一种半导体材料表面能级能带调控的方法。
技术介绍
半导体材料因其在光、热、磁、电等领域有着独特的半导体性质而受到广泛的应用,基于半导体材料制备的各种半导体器件也应用于生活的方方面面,如TiO2材料用于光催化领域,GaAs材料用于微电子器件,GaN用于光电子器件等。半导体材料虽然种类繁多但有一些固有的特性,称为半导体材料的特征参数,因为不同的用途所需要的材料特性不同,因此这一参数对于材料应用甚为重要。常用的半导体材料的特征参数有:禁带宽度、电阻率、载流子迁移率和缺陷态密度等,其中,禁带宽度由半导体的电子态、原子态组成,反映组成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自由状态所需的能量,对于不同的器件,如晶体管,禁带宽度越大,晶体管正常工作的高温限也越高;而光电器件中,为了得到高的光转换效率,要求材料有适中的禁带宽度。禁带宽度的大小主要决定于半导体材料的能带结构,因此目前有许多研究致力于调节材料的能级能带。目前,常用的调控能级能带的方法有掺杂、半导体复合、应力调节和表面修饰等。其中,掺杂是通过掺杂元素在半导体禁带中间引入杂质能级,通过掺入不同元素和元素的量来改变杂质能级的位置从而调控能级能带,但掺杂后的材料会带来其他性质的下降,如热稳定性和结晶质量,以TiO2为例,掺杂后的样品虽然在可见光区域有了一定的光催化活性,但是在紫外光下的活性反而降低了。过度掺杂带来的过高的缺陷态浓度,提供了大量的复合中心使得器件背复合过高从而大大降低了光电器件的性能(ZhaoP,etal.ACSapplie ...
【技术保护点】
1.一种半导体材料表面能级能带调控的方法,包括以下步骤:步骤1.将半导体材料依次置于丙酮、无水乙醇和水中超声清洗,烘干备用;步骤2.将步骤1清洗干净的半导体材料置于等离子处理仪器腔室中的金属下极板之上,两块金属极板的板间距为30mm~50mm,上极板接20MHz~40MHz射频电源,下极板接10MHz~15MHz射频电源;步骤3.抽真空,使等离子处理仪腔室保持本底真空度小于10
【技术特征摘要】
1.一种半导体材料表面能级能带调控的方法,包括以下步骤:步骤1.将半导体材料依次置于丙酮、无水乙醇和水中超声清洗,烘干备用;步骤2.将步骤1清洗干净的半导体材料置于等离子处理仪器腔室中的金属下极板之上,两块金属极板的板间距为30mm~50mm,上极板接20MHz~40MHz射频电源,下极板接10MHz~15MHz射频电源;步骤3.抽真空,使等离子处理仪腔室保持本底真空度小于10-2Pa;然后往真空腔室中充入工作气体,使得腔室内工作气压保持为1Pa~20Pa;步骤4.设置上极板放电功率...
【专利技术属性】
技术研发人员:熊杰,孙浩轩,晏超贻,杜新川,黄建文,邬春阳,戴丽萍,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。