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两步法生长N-Al共掺杂p型ZnO晶体薄膜的方法技术

技术编号:3204564 阅读:215 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术的生长p型ZnO晶体薄膜的方法,采用的是磁控溅射法:反应室真空度抽到至少4×10↑[-3]Pa,以铝的质量百分含量为0.1~0.3%的锌铝合金为靶材,以纯度99.99%以上的N↓[2]O和纯度99.99%以上的O↓[2]作为溅射气氛,两种气体分别由气体流量计控制经缓冲室充分混合后输入真空反应室,在3~5Pa压强下,第一步,先将衬底加热到温度为590~610℃,在衬底上沉积一层N-Al共掺的p型ZnO缓冲层薄膜,然后第二步,将衬底温度调至480~520℃,再在缓冲层上生长N-Al共掺的p型ZnO晶体薄膜。本发明专利技术可实现N、Al实时共掺杂,制得的晶体薄膜具有较好的掺杂均匀性、可重复性和稳定性,良好的光学性能和p型传导特性。(*该技术在2024年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及p型ZnO晶体薄膜的生长方法。
技术介绍
要实现ZnO基器件在光电领域等诸多方面的应用,制备可控的n型和p型ZnO透明导电晶体薄膜是其关键。目前,人们对于n型ZnO晶体薄膜的研究已经比较充分,通过掺杂Al、Ga、In、F等施主元素,已经能够实现具有优异性能的n型ZnO晶体薄膜的实时掺杂生长。然而,ZnO的p型掺杂却困难得多,这主要是由于受主掺杂元素在ZnO中的固溶度很低,受主能级一般很深,而且ZnO本身存在着诸多本征施主缺陷(如间隙锌Zni和空位氧Vo),对受主会产生高度的自补偿效应。如何实现具有优异性能的p型ZnO薄膜的实时掺杂成为目前急需解决的一个问题。N是最好的受主掺杂元素,在ZnO中能够产生浅受主能级,而且将受主N和活性施主(如Al、Ga、In)共同掺入ZnO薄膜中可以提高N在ZnO中的溶解度,得到更浅的N受主能级,因而是最有可能实现ZnO良好p型传导的一种技术。目前已有N-Ga、N-In、N-Al共掺实现p型ZnO的报道,但是得到的共掺p型薄膜存在一些问题,一是结晶质量和掺杂的均匀性不够理想,二是载流子的迁移率比较低,三是p型传导的可重复性和稳定性不高。专本文档来自技高网...

【技术保护点】
两步法生长N-Al共掺杂p型ZnO晶体薄膜的方法,其特征是:将衬底清洗后放入直流反应磁控溅射装置的反应室中,反应室真空度抽到至少4×10↑[-3]Pa,以铝的质量百分含量为0.1~0.3%的锌铝合金为靶材,以纯度99.99%以上的N↓[2]O和纯度99.99%以上的O↓[2]作为溅射气氛,将两种气体分别由气体流量计控制输入装置的缓冲室,在缓冲室充分混合后引入真空反应室,在3~5Pa压强下,第一步,先将衬底加热到温度为590~610℃,进行溅射生长,在衬底上沉积一层N-Al共掺的p型ZnO缓冲层薄膜,沉积时间为4~6min;然后第二步,将衬底温度调至480~520℃,再在缓冲层上生长N-Al共掺...

【技术特征摘要】
1.两步法生长N-Al共掺杂p型ZnO晶体薄膜的方法,其特征是将衬底清洗后放入直流反应磁控溅射装置的反应室中,反应室真空度抽到至少4×10-3Pa,以铝的质量百分含量为0.1~0.3%的锌铝合金为靶材,以纯度99.99%以上的N2O和纯度99.99%以上的O2作为溅射气氛,将两种气体分别由气体流量计控制输入装置的缓冲室,在缓冲室充分混合后引入真空反应室,在3~5Pa压强下,...

【专利技术属性】
技术研发人员:叶志镇吕建国诸葛飞赵炳辉
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:86[中国|杭州]

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