[发明专利]一种基于乙酰丙酮银制备Ag2

说明书

本发明公开了一种基于乙酰丙酮银制备Ag₂S薄膜的方法，通过将硅衬底放置于原子层沉积的反应腔室中，将所述反应腔室抽真空；将乙酰丙酮银与硫粉分别装入原子层沉积设备的固态源加热源瓶内，分别加热所述固态源加热源瓶至第一温度与第二温度，获得乙酰丙酮银蒸汽和硫粉蒸汽；根据第一脉冲时间将乙酰丙酮银蒸汽通入所述反应腔室，用氮气以第一清洗时间清洗所述反应腔室；根据第二脉冲时间将硫粉蒸汽通入所述反应腔室，用所述氮气以第二清洗时间清洗所述反应腔室；所述乙酰丙酮银蒸汽与所述硫粉蒸汽在所述反应腔室中进行原子层沉积，获得第一厚度的硫化银薄膜。达到了硫化银薄膜厚度在单原子层量级的精确可控，能够适合大规模生产的技术效果。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种基于乙酰丙酮银制备Ag₂S薄膜的方法。

背景技术

在传统材料中，金属材料和合金具有室温延展性，金属键在外力作用下可以产生塑性形变。而无机半导体材料和陶瓷绝缘材料通常都属于脆性材料。而近期有研究表明硫化银是一种在室温条件下具有类似金属的优异延展性的无机半导体材料。其具有不同于常规无机半导体材料的力学性能，特别是拥有良好的可延展性及弯曲性，有望在柔性电子学领域获得广泛应用。α-Ag₂S 材料的优异延展性主要是源于其本征的结构和化学键。满足延展性的条件主要有两点：(1)可以实现原子、缺陷或者界面沿特定晶面的滑移(具有较小的滑移能垒EB)；(2)滑移面内具有相对强的原子间作用力以保证材料的完整性(具有较大的分裂能级Ec)。综合来看，α-Ag₂S具有很小的滑移势垒和较大的分裂能级，使得它具有优异的延展性。

目前而言，硫化银体相材料主要通过铸锭浇注法和放电等离子烧结法制备获得；而硫化银薄膜材料主要通过量子点胶体溶液旋涂得到，但这些制备方法并不适合半导体工业生产。

由于现有技术中存在无法精确控制硫化银薄膜的厚度，同时无法大规模生产硫化银薄膜的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于乙酰丙酮银制备Ag₂S薄膜的方法，用以解决现有技术中存在无法精确控制硫化银薄膜的厚度，同时无法大规模生产硫化银薄膜的技术问题，达到了硫化银薄膜维持良好的三维保形性，薄膜厚度在单原子层量级的精确可控，操作简单，能够与现有的半导体生产线兼容，又能够适合大规模生产的技术效果。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种基于乙酰丙酮银制备Ag₂S 薄膜的方法，所述方法包括：将硅衬底放置于原子层沉积的反应腔室中，将所述反应腔室抽真空且分别对基底、所述反应腔室、管路加热至指定温度；将乙酰丙酮银与硫粉分别装入原子层沉积设备的固态源加热源瓶内，分别加热所述固态源加热源瓶至第一温度与第二温度，获得乙酰丙酮银蒸汽和硫粉蒸汽；根据第一脉冲时间将所述乙酰丙酮银蒸汽通入所述反应腔室，用氮气以第一清洗时间清洗所述反应腔室；根据第二脉冲时间将所述硫粉蒸汽通入所述反应腔室，用所述氮气以第二清洗时间清洗所述反应腔室；所述乙酰丙酮银蒸汽与所述硫粉蒸汽在所述反应腔室中进行原子层沉积，获得第一厚度的硫化银薄膜。

优选地，所述乙酰丙酮银蒸汽与所述硫粉蒸汽在所述反应腔室中进行原子层沉积，获得第一厚度的硫化银薄膜后，还包括：循环执行200～800个所述乙酰丙酮银蒸汽与所述硫粉蒸汽在所述反应腔室中进行原子层沉积，获得 200～800倍第一厚度的硫化银薄膜。

优选地，所述基底、所述反应腔室、所述管路的加热温度范围均为100℃～200℃。

优选地，所述第一温度为90～100℃，所述第二温度为110～120℃。

优选地，所述第一脉冲时间的范围为0.5～2S。

优选地，所述第一清洗时间20～60S。

优选地，所述第二脉冲时间的范围为1-4S。

优选地，所述第二清洗时间20～60S。