一种氮铝共掺杂空穴型氧化锌薄膜材料的制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种氮铝共掺杂空穴型氧化锌薄膜及其制备工艺，采用超声喷雾热解法，以Ｚｎ的有机或无机盐溶液，Ｎ的有机或无机盐溶液和Ａｌ的无机盐溶液的混合溶液为前驱体，通过调节Ｚｎ↑［２＋］∶ＮＨ↓［４］↑［＋］∶Ａｌ↑［３＋］＝１∶（１－３）∶（０．０１－０．２）并控制衬底温度在６００－９００℃可实现对ｐ型ＺｎＯ薄膜电性能的控制。本发明专利技术制备的ｐ型ＺｎＯ薄膜的电阻率在１０↑［－１］－１０↑［－２］Ωｃｍ，迁移率最高可达１０３ｃｍ↑［２］Ｖ↑［－１］ｓ↑［－１］，并且薄膜的晶粒大小均匀、排列致密，同时薄膜具有强的（１０１）取向的结晶特性和常温紫外发光特性。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于氧化锌基发光二极管(LEDs)，激光二极管(LDs)和紫外探测器等光电子器件的一种氮铝共掺杂空穴型氧化锌薄膜材料的制备工艺，属于半导体材料领域。
技术介绍
ZnO基光电器件的巨大市场潜力激发了ZnO材料的研究热潮。ZnO基光电器件的核心是结型ZnO材料，而实现p-n结生长和研制ZnO同质及ZnO基异质结光电器件的关键问题在于解决ZnO的自补偿和高效、可控地实现p型掺杂。而具有低阻、高迁移率的优质p型ZnO薄膜对于提高发光器件的发光效率和探测器件的光电转换效率具有重大意义。但由于ZnO存在诸多的本征施主缺陷，如间隙锌Zni和氧空位Vo，其能级分别位于导带底0.05eV和0.3eV处，对受主产生高度的自补偿作用。因此，很难实现ZnO的p型转变。而且，ZnO的受主能级一般很深(N除外)，空穴不易热激发进入价带，受主掺杂的固溶度也很低。因此低阻、高迁移率的p型掺杂难以实现。目前日本大版川和实验室研制的p型ZnO薄膜性能达到较高水平，其电阻率在2-5Ωcm，同时载流子迁移率在0.1-0.4cm2V-1s-1(Xin-Li Guo等人，Optical Materials 1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮铝共掺杂空穴型氧化锌薄膜材料的制备工艺，包括下述步骤：（１）配制锌源、氮源和铝源的前驱体溶液，溶液中克分子配比为Ｚｎ↑［２＋］∶ＮＨ↓［４］↑［＋］∶Ａｌ↑［３＋］＝１∶（１－３）∶（０．０１－０．２）；（２）前驱体溶 液经超声波雾化器雾化，雾化后的载气经气液分离管进入成膜室，经喷嘴喷出在加热的单晶硅片、石英玻璃片或蓝宝石片衬底表面沉积成空穴型ＺｎＯ薄膜，衬底温度控制在６００－９００℃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李效民，张灿云，边继明，于伟东，高相东，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]