[发明专利]一种p型ZnGeSnO非晶氧化物半导体薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种p型ZnGeSnO非晶氧化物半导体薄膜，其特征在于：Ge与Sn共同作为材料的基体元素，二者均为+4价，与O结合形成材料的基体；Zn为+2价，掺入基体形成p型导电；同时，Ge作为空穴浓度的控制元素；Sn具有球形电子轨道，在非晶状态下电子云高度重合，起到空穴传输通道的作用；

所述p型ZnGeSnO非晶氧化物半导体薄膜的化学式为ZnGe_xSn_yO_1+2x+2y，其中0.5≦x≦8，0.5≦y≦1.5。

2.根据权利要求1所述的一种p型ZnGeSnO非晶氧化物半导体薄膜，其特征在于：所述p型ZnGeSnO非晶氧化物半导体薄膜的空穴浓度10¹²～10¹⁵cm^-3，可见光透过率≧80％。

3.如权利要求1～2任一项所述的p型ZnGeSnO非晶氧化物半导体薄膜的制备方法，其特征在于包括步骤：

1)以高纯ZnO、GeO₂和SnO₂粉末为原材料，混合，研磨，在900～1000℃的O₂气氛下烧结，制成ZnGeSnO陶瓷片为靶材，其中Zn、Ge、Sn三组分的原子比为1:0.5～8:0.5～1.5；

2)采用脉冲激光沉积(PLD)方法，将衬底和靶材安装在PLD反应室中，抽真空至不高于1×10^-3Pa；

3)通入O₂为工作气体，气体压强1～10Pa，衬底温度为25～500℃，以脉冲激光轰击靶材，靶材表面原子和分子熔蒸后在衬底上沉积，形成一层薄膜，在O₂气氛下自然冷却到室温，得到p型ZnGeSnO非晶薄膜。

4.如权利要求1～2任一项所述的p型ZnGeSnO非晶氧化物半导体薄膜的应用，其特征在于：所述p型ZnGeSnO非晶氧化物半导体薄膜应用于薄膜晶体管，作为薄膜晶体管的p型沟道层。

5.根据权利要求4所述的p型ZnGeSnO非晶氧化物半导体薄膜的应用，其特征在于：所述的薄膜晶体管开关电流比10³～10⁵，场效应迁移率3～9cm²/Vs。