[发明专利]在氧化锌表面形成并调控肖特基接触的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化锌表面处理方法，属于半导体器件制备领域，特别是涉及一种在通过氧等离子体处理在氧化锌表面形成并调控肖特基接触的方法。

背景技术

自氧化锌室温紫外激光发射被报道以来(Room-temperature ultraviolet laser emission from self-assembled ZnO microcrystallite thin films，Applied Physic Letters，1998，72(25)：3270)，氧化锌一直受到广泛关注。氧化新的禁带宽度为3.37eV，高激子束缚能为60meV，其优越性能日益受到重视，并被认为是有望取代GaN的半导体之一。

氧化锌的应用包括紫外发光二极管，太阳能电池，紫外探测器，压力传感器等。而氧化锌器件应用都涉及到半导体-金属接触问题。与GaN等三五族半导体不同，氧化锌为二六族离子化合物半导体，其晶体结构对电子的束缚较小，而且本征氧化锌的电子浓度较高，这使得氧化锌与大部分金属接触都呈现欧姆接触，却很难形成肖特基接触。这难题阻碍了氧化锌器件的进一步发展。

肖特基接触有利于提高器件响应度，减少器件响应时间。在如何解决在氧化锌上形成肖特基接触的问题上，科学家们也做过一些尝试。Gu等人采用100℃双氧水浸泡氧化锌表面，改变表面锌氧比，从1.86降低到0.4，并制备金电极，获得肖特基电极接触(Hydrogen peroxide treatment induced rectifying behavior of Au/n-ZnO contact，2007，90:122101)。Sang-Ho Kim等人通过使用(NH₄)₂Sx液体腐蚀氧化锌表面，并制备铂电极形成肖特基接触(Electrical characteristics of Pt Schottky contacts on sulfide-treated n-type ZnO)。

然而大部分在氧化锌上制备肖特基接触的方法都很复杂并且没有非常好的可靠性，如何在氧化锌上稳定获得肖特基接触成为当前亟需解决的难题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单有效且稳定的方法处理氧化锌表面，使得金属电极能在氧化锌表面形成肖特基接触，并提供一种肖特基接触的调整方法，实现按不同需求调整电极特性。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现。

本发明提供一种在氧化锌表面形成并调控肖特基接触的方法，包括以下步骤：

1)将清洗干净的氧化锌样品至于等离子处理腔体中，关闭腔体，通过真空泵抽取腔体内气体，至腔体达到高真空；

2)将氧气通入腔体中，调节腔体内部氧气压强到指定值；

3)调节压强完毕后，打开等离子体射频电源，起辉腔体内部的氧气，并调节射频功率至指定值；

4)处理1-10min后取出氧化锌样品，按需在表面做掩膜，并蒸镀镍金电极，最终在氧化锌表面获得肖特基接触的电极。

本发明的方法，步骤1)中，所述等离子体处理腔体内部压强需在5×10^-3Pa或以下。

本发明的方法，步骤2)中，所述氧气的流量为20-200sccm；所述腔体内部氧气压强为15Pa以下。

本发明的方法，步骤2)中，所述氧气的流量为50-150sccm；所述腔体内部氧气压强为2.5-3.5Pa。

本发明的方法，步骤3)中，所述等离子体的射频功率为10W-500w。

本发明的方法，步骤3)中，所述射频功率为10W-400w；所述维持时间在120s。

本发明的方法，步骤4)中，所述掩膜是通过光刻工艺制作的光刻胶掩膜、金属质掩膜、塑料掩膜等。

本发明的方法，步骤4)中，所蒸镀镍金电极中，镍厚度为10-30nm，金厚度为30nm或以上。

本发明的方法，步骤4)中，所述蒸镀镍金电极中，镍厚度为25nm，金厚度为65nm。

借由上述技术方案，本发明具有的优点和有益效果如下：

1、本发明提供一种在氧化锌表面形成肖特基接触的方法，通过调整等离子的射频功率，可以调节氧化锌表面性质，从而有效调节上述的肖特基接触特性。

2、本发明提供一种氧化锌表面处理的新方法，即等离子体处理方法，实现按不同需求调整电极特性。

3、上述肖特基接触具有整流特性，可以用于制备氧化锌器件。

4、所需步骤简单、时间短、可控性强，适用于产业化。

附图说明