一种磁控溅射掺杂ZnO基薄膜的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种磁控溅射掺杂生长ZnO基薄膜的制备方法，包括步骤：将衬底放置在磁控溅射装置的反应室内，反应室抽真空至压力低于1×10-4Pa；分别将ZnO靶材和掺杂源元素靶材放置在反应室转盘上的射频靶位与直流或电磁靶位，以氧气和氩气为溅射气氛，将两种气体输入缓冲室，并在缓冲室充分混合后引入真空反应室，在1～3Pa压强、衬底温度为室温下，进行溅射生长；通过预先设定的程序，选定样品位并调整射频靶位与直流或电磁靶位的溅射时间，以交替生长ZnO薄膜和掺杂元素层；生长结束后，将掺杂后的ZnO基薄膜在真空、空气或氮气气氛中，400-800℃下退火30-60分钟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体功能薄膜材料
，尤其涉及一种磁控溅射掺杂生长ZnO基薄膜的方法。
技术介绍
ZnO薄膜是一种直接带隙宽禁带半导体材料，常温下的禁带宽度为3.37eV，其激子束缚能高达60meV，具有优异的光电、压电及介电特性，无毒性，原料易得且廉价，被认为是最有潜力的紫外、蓝光的激光器发光材料。本征的ZnO通常呈现出n型半导体特征，但其载流子浓度较低，若要获得足够高的载流子浓度，则需要对其进行掺杂。在不同的掺杂中，具有代表性的掺杂体系有铝掺杂ZnO(Al-doped ZnO，简称AZO)薄膜，被认为是ITO(Sn-doped indium oxide，简称ITO)薄膜的最佳替代材料；过渡金属掺杂ZnO，可获得居里温度高于室温的稀磁性半导体；Mg掺杂的MgxZn1-xO合金薄膜在紫外探测上有重大应用意义。近年来ZnO薄膜逐渐成为半导体光电功能材料与器件的研究热点之一。 磁控溅射镀膜是制备ZnO基薄膜使用最广泛的方法之一。然而利用磁控溅射技术制备氧化物薄膜，目前尚缺少有效的掺杂手段。通常情况下，溅射生长某一特定组分的薄膜，需事先制备与之相对应的溅射靶材，如若制备组分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁控溅射掺杂生长ＺｎＯ基薄膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：　　１）分别将ＺｎＯ靶材和掺杂源元素靶材放置在反应室射频靶位与直流或电磁靶位，靶材放置的位置与衬底之间的距离为６５－８０ｍｍ；　　２）将衬底放置在样品托内固定后，由磁力传动杆逐一传送至磁控溅射装置反应室，并安放在旋转盘的样品库中，反应室抽真空至压力低于１×１０↑［－４］Ｐａ，以氧气和氩气为溅射气氛，将两种气体输入缓冲室，并在缓冲室充分混合后引入真空反应室，在１～３Ｐａ压强、衬底温度为室温下，进行溅射生长；　　３）通过预先设定的程序，选定样品位并调整射频靶位与直流或电磁靶位的溅射时间，以交替生长ＺｎＯ薄膜和掺杂元素层；　　４）生长...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓翠，吕有明，柳文军，曹培江，朱德亮，贾芳，黄保，李清华，盛国浩，叶家聪，向恢复，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：94