[发明专利]高功函数可调的三元过渡金属氮化物、其制备方法及应用在审

申请号：	201911219946.6	申请日：	2019-12-03
公开（公告）号：	CN112909189A	公开（公告）日：	2021-06-04
发明（设计）人：	蒋春萍;李玉雄;刘峰峰;林雨;赵永旻;隋展鹏	申请（专利权）人：	中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
主分类号：	H01L51/50	分类号：	H01L51/50;H01L51/00;C01G39/00;C01G41/00
代理公司：	南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 32256	代理人：	王锋
地址：	215123 江苏省苏州市***	国省代码：	江苏;32
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摘要：
搜索关键词：	函数可调三元过渡金属氮化物制备方法应用
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【权利要求书】：

1.一种高功函数可调的三元过渡金属氮化物，其特征在于，所述三元过渡金属氮化物为Mo_xM_1-xN，其中M包括Ti、Hf、Zr、W中的任意一种，0.7≤x≤1。

2.根据权利要求1所述的高功函数可调的三元过渡金属氮化物，其特征在于，所述三元过渡金属氮化物的功函数≥5.0eV。

3.一种高功函数可调的三元过渡金属氮化物薄膜的制备方法，其特征在于包括：利用Mo_xM_1-xN或Mo_xM_1-x靶材，其中M包括Ti、Hf、Zr、W中的任意一种，0.7≤x≤1，并通过物理沉积方式在衬底上形成三元过渡金属氮化物薄膜。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述物理沉积方式包括脉冲激光沉积方式或磁控溅射沉积方式。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光沉积方式所采用的工艺条件包括：衬底温度为100～500℃，生长气氛为氮气气氛且压力为0.5～3Pa，所用激光器为准分子激光器，激光能量为250-500mJ，激光频率为1-5Hz；

优选的，所述准分子激光器包括KrF准分子激光器、XeF准分子激光器、ArF准分子激光器、XeCl准分子激光器、F₂准分子激光器中的任意一种，其中，KrF准分子激光器波长为248nm，XeF准分子激光器波长为351-353nm，ArF准分子激光器波长为193nm，XeCl准分子激光器波长为308nm，F₂准分子激光器波长为157nm。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于还包括：对通过所述脉冲激光沉积方式形成的三元过渡金属氮化物薄膜进行退火处理，其中，所述退火处理的温度为100～500℃，退火气氛为氮气气氛且压为0.5～3Pa，退火时间为1～2h。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射沉积方式所采用的工艺条件包括：室温下，气氛为氩气与氮气的混合气氛且压力为1～5mttor，功率为200～400W；优选的，所述氩气和氮气的流量比为3～5:1。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述三元过渡金属氮化物薄膜的厚度为50～100nm。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述衬底包括玻璃和/或硅；

和/或，所述衬底包括p型半导体；优选的，所述衬底包括p-GaN和/或p-AlGaN。

10.一种高功函数可调的三元过渡金属氮化物薄膜，其特征在于：所述薄膜由Mo_xM_1-xN组成，其中M包括Ti、Hf、Zr、W中的任意一种，0.7≤x≤1。

11.根据权利要求10所述的三元过渡金属氮化物薄膜，其特征在于：所述三元过渡金属氮化物薄膜的厚度为50～100nm。

12.权利要求1-2中任一项所述三元过渡金属氮化物或权利要求10-11中任一项所述三元过渡金属氮化物薄膜于制备器件能级匹配接触层中的用途。

13.根据权利要求12所述的用途，其特征在于：所述能级匹配接触层包括硅基顶发射型OLED的阳极结构和/或Si/PEDOT:PSS杂化太阳能电池。

14.根据权利要求12所述的用途，其特征在于：所述能级匹配接触层还包括形成欧姆接触的高功函数的p型有机半导体或无机半导体与欧姆接触层；

优选的，所述欧姆接触层包含权利要求1-2中任一项所述的三元过渡金属氮化物或权利要求10-11中任一项所述的三元过渡金属氮化物薄膜；

优选的，所述高功函数的p型有机半导体或无机半导体与欧姆接触层的功函数为5～7.5eV。