【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属氧化物半导体薄膜材料制备，具体涉及一种p型sno2外延薄膜的常压生长方法。
技术介绍
1、sno2作为热门的宽禁带半导体材料，常规禁带宽度为3.6ev，具有制备温度低、莫氏硬度高、物理化学性能稳定、可见光区透过率高和热稳定性好等优点，目前在薄膜晶体管、气敏传感器、薄膜太阳能电池和紫外光电探测器等领域具有广泛的应用前景。
2、一般来说，sno2的p型掺杂是比较困难的，因为材料本身存在的大量氧空位、sn4+间隙等通常充当施主杂质，而包含浅施主缺陷使非故意掺杂的sno2薄膜呈n型导电特性；同时，施主缺陷会对低价金属掺杂剂提供空穴载流子进行补偿，而难以实现p型掺杂特性。理论上来讲，在获得具有低缺陷密度的高质量sno2外延薄膜基础上更容易实现p型掺杂。当前，高质量sno2外延薄膜制备方法主要有金属有机物化学气相沉积、脉冲激光沉积、分子束外延等，这些方法均需要依赖于高真空度的精密设备，因此导致制备成本较高。高昂的设备成本严重制约了p型掺杂sno2外延薄膜特性的相关研究发展，因此开发一套常压下生长p型sno2外延薄膜的方法十分必要。
3、现有技术cn112210755b、cn114134569b，均采用脉冲激光沉积系统进行p型透明导电sno2半导体薄膜制备，所采用方法包含激光、真空等系统，制备成本非常昂贵。
技术实现思路
1、为实现上述目的，本专利技术的目的在于提供一种p型sno2外延薄膜的常压生长方法，所述方法包括如下步骤：
2、s1：清洗
3、s2：配置前驱体溶液：将锡源加入去离子水中，充分溶解后加入掺杂剂，掺杂原子和锡的原子比为2～10：100，然后加入盐酸，抑制溶液中的水解过程，搅拌后得到前驱体溶液。
4、s3：设置工艺参数沉积薄膜：将干净衬底置于衬底托盘中心，开启设备将反应腔室温度提升至反应温度，同时开启载气与尾气模块，调整载气速率，进行衬底预加热；将前驱体溶液导入雾化罐中，开启雾化功能，前驱体溶液被雾化为微米级的小颗粒，被载气携带进入反应腔室并在衬底近表面热分解、扩散，外延生长为薄膜。
5、s4：退火冷却。
6、进一步地，所述清洗衬底具体包括：将衬底依次使用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗10～30分钟，使用前用氮气吹干。
7、作为优选方案，所述衬底为al2o3单晶衬底；本专利技术所使用的的al2o3单晶衬底相比氟化镁、二氧化钛、氧化镁等单晶衬底价格低廉，能够有效降低sno2单晶薄膜的制备成本。
8、作为优选方案，所述锡源选自锡盐化合物，如sncl4·5h2o。
9、作为优选方案，所述锡源浓度为0.05～2mol/l。
10、作为优选方案，所述掺杂剂为等二价金属盐化合物的p型掺杂剂，如cucl2·2h2o。
11、作为优选方案，所述盐酸体积比为3～10％。
12、作为优选方案，所述步骤s3中反应温度为450℃～800℃。
13、作为优选方案，所述微米级小颗粒直径为2～3微米，雾化颗粒直径与超声雾化换能器的功率相关。
14、作为优选方案，所述载气为压缩空气，载气速率为2～5l/min。
15、与现有技术相比较，本专利技术还具有以下有益效果：
16、1、本专利技术工艺方法相比常用的金属有机物化学气相沉积、脉冲激光沉积和分子束外延等，采用常压生长方式，极大的降低了设备和能耗成本，且制备时间与操作过程得到精简。
17、2、本专利技术工艺方法可以实现p型sno2外延薄膜的常压生长，xrd衍射(200)晶面的半峰宽度最低达到0.237°，且存在衍射峰位偏移，表明cu离子掺入sno2晶格，且结晶质量高；薄膜带隙宽度达到4.07ev，与基于mocvd、pld等方法生长本征sno2薄膜一致，证明外延膜质量优异；采用低价铜离子的稳定掺杂实现sno2薄膜的p型导电，为后续器件制作开发奠定基础，具有广阔应用前景。
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1.一种P型SnO2外延薄膜的常压生长方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种P型SnO2外延薄膜的常压生长方法，其特征在于，所述清洗衬底具体包括：将衬底依次使用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗10～30分钟，使用前用氮气吹干。
3.根据权利要求1所述的一种P型SnO2外延薄膜的常压生长方法，其特征在于，所述衬底为Al2O3单晶衬底。
4.根据权利要求1所述的一种P型SnO2外延薄膜的常压生长方法，其特征在于，所述锡源选自锡盐化合物，如SnCl4·5H2O；
5.根据权利要求1所述的一种P型SnO2外延薄膜的常压生长方法，其特征在于，所述掺杂剂为等二价金属盐化合物的P型掺杂剂。
6.根据权利要求1所述的一种P型SnO2外延薄膜的常压生长方法，其特征在于，所述盐酸体积比为3～10％。
7.根据权利要求1所述的一种P型SnO2外延薄膜的常压生长方法，其特征在于，所述步骤S3中反应温度为450℃～800℃。
8.根据权利要求1所述的一种P型SnO2外延薄膜的常压生长方法，其特征
9.一种P型SnO2外延薄膜，其特征在于，采用权利要求1～8任意一项制备方法制备得到。
10.根据权利要求9所述的一种P型SnO2外延薄膜，其特征在于，所述薄膜应用于光电子器件中。
...【技术特征摘要】
1.一种p型sno2外延薄膜的常压生长方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种p型sno2外延薄膜的常压生长方法，其特征在于，所述清洗衬底具体包括：将衬底依次使用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗10～30分钟，使用前用氮气吹干。
3.根据权利要求1所述的一种p型sno2外延薄膜的常压生长方法，其特征在于，所述衬底为al2o3单晶衬底。
4.根据权利要求1所述的一种p型sno2外延薄膜的常压生长方法，其特征在于，所述锡源选自锡盐化合物，如sncl4·5h2o；
5.根据权利要求1所述的一种p型sno2外延薄膜的常压生长方法，其特征在于，所述掺...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖黎，秦源涛，樊俊良，赵丹，向星承，龚恒翔，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：
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