[发明专利]一种纳米CdS/Si异质结的制备方法

说明书

本发明属于异质结制备技术领域，特别是涉及一种纳米CdS/Si异质结的制备方法，该方法利用磁控溅射技术和溶剂热法，首先以单晶硅片为衬底，利用磁控溅射技术在Si片上沉积金属Cd，制备出纳米结构Cd/Si，然后利用溶剂热法腐蚀金属Cd制备纳米CdS/Si异质结。本发明简单、高效，易于调控，且重复率达到100％。

技术领域

本发明属于异质结制备技术领域，特别是涉及一种纳米CdS/Si异质结的制备方法。

背景技术

异质结是半导体器件的重要组成部分。随着纳米科技的发展，利用纳米结构的半导体制备异质结成为一项重要的研究课题。CdS是一种重要的II-VI族半导体化合物，常被用作异质结的n型材料。其中，纳米结构CdS是研究的一个热点。各个研究组都致力于将纳米结构CdS与Si相结合，构建CdS/Si异质结。目前通常是先利用化学方法制备纳米结构CdS，然后旋涂移植到Si片上，从而制备纳米结构CdS/Si异质结。或者，利用物理/化学气相沉积法，将CdS纳米结构沉积于Si片上构建CdS/Si异质结；此种方法在沉积之前，必须在Si片上蒸镀适量的金属催化剂(如金、镍等)。这些方法都会在CdS和Si之间引入中间层或者其他的原子，这样不利于异质结界面处载流子的传输，从而影响器件的性能。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种纳米CdS/Si异质结的制备方法，该方法利用磁控溅射技术和溶剂热法，以单晶硅片为衬底，制备纳米CdS/Si异质结，该方法简单、高效，易于调控，且重复率达到100％。

为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

本发明提供了一种纳米CdS/Si异质结的制备方法，包含以下步骤：

步骤1，以单晶硅片为衬底，利用磁控溅射技术在Si片上沉积金属Cd，制备出纳米结构Cd/Si；

步骤2，利用溶剂热法腐蚀金属Cd制备纳米CdS/Si异质结。

进一步地，所述步骤1的具体过程为：

步骤101，将清洗干净的单晶硅片放入磁控溅射室的样品支架上，对磁控溅射室抽真空到10^-6Pa，然后向磁控溅射室充入氩气，保持溅射室真空度为10^-1Pa-100Pa；

步骤102，调整Cd靶材和单晶硅片的距离为5.0cm，将样品支架加热到100℃，保持5min，使样品支架上的单晶硅片受热均匀；

步骤103，设置溅射功率40W，打开Cd靶材的挡板，开始溅射，溅射时间180s，制备纳米结构Cd/Si；

步骤104，保持磁控溅射室内压强不变，自然冷却至室温，纳米结构Cd/Si制备完成。

进一步地，所述步骤2的具体过程为：

步骤201，配置乙二胺和硫脲的混合溶液，硫脲的浓度为0.001-0.01mol/L；

步骤202，将乙二胺和硫脲的混合溶液移到水热釜中，保持填充度为50％-90％；将纳米结构Cd/Si放入该混合溶液中，将水热釜放入恒温箱中，保持箱内温度80-230℃，设置腐蚀时间60-420min；

步骤203，将水热釜从恒温箱中取出，自然冷却至室温，得到纳米CdS/Si异质结。

进一步地，所述步骤202中的腐蚀时间设置为240min。

进一步地，所述步骤202中的腐蚀时间设置为360min。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：