[发明专利]一种具有循环类量子阱结构的铜锌锡硫基薄膜前驱体及其制备方法

权利要求书

1.一种具有循环类量子阱结构的铜锌锡硫基薄膜前驱体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）确定各个前驱体生长源的生长速率、成膜厚度和生长时间之间的关系：

A.称量并记录衬底的质量，重复多次，取平均值；

B.在衬底上生长一层前驱体生长源层，得到前驱体样品，称量并记录前驱体样品的质量，重复多次，取平均值，计算衬底与前驱体样品之间的质量差；

C.调整生长时间，采用不同生长时间获得的质量差以摩尔质量换算得到该前驱体生长源的生长速率与生长时间之间的关系；

D.测量各个生长时间得到的前驱体生长源层的厚度，获得该前驱体生长源的生长速率、成膜厚度和生长时间之间的关系；

E.按照上述方法获得各个前驱体生长源的生长速率、成膜厚度和生长时间之间的关系；

（2）进行前驱体的类量子阱式生长：

控制生长时间及各前驱体生长源层的厚度，根据步骤（1）确定的各个前驱体生长源的生长速率、成膜厚度和生长时间之间的关系，在衬底上依次交替生长各前驱体生长源层，从而获得具有循环类量子阱结构的铜锌锡硫基薄膜前驱体，所述循环类量子阱结构为锌/铜/锡/铜层的循环结构；

所述前驱体生长源层生长所用的方法为磁控溅射、热蒸发或电子束蒸发。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，称量质量采用的仪器为天平。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）和步骤（2）中，所述衬底为玻璃、钼片、不锈钢片、硅片、蓝宝石或聚酰亚胺薄膜。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，在生长前驱体生长源层之前，还包括在所述衬底上生长缓冲层。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲层为钼、氮化钛、碳化钛、氟化镁、氮化铝或二氧化硅。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲层为钼缓冲层，具有双层结构。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述钼缓冲层的生长源为纯度≥99.95%的高纯度钼靶。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射过程中以纯度≥99.999%的高纯氩气为辅助气体。

9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述钼缓冲层采用磁控溅射方法生长，其中，所述钼缓冲层的第一层钼缓冲层采用直流电源，功率为148~152 W，气压为1.45~1.55Pa，生长温度为常温，生长时间为20分钟；所述钼缓冲层的第二层钼缓冲层采用直流电源，功率为174~176 W，气压为0.20~0.25 Pa，生长温度为常温，生长时间为30分钟。

10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述前驱体生长源层采用磁控溅射方法生长，所述前驱体生长源包括锌生长源、铜生长源和锡生长源，其中，锌生长源为纯度≥99.99%的高纯锌金属靶，生长所用电源为射频电源；铜生长源为纯度≥99.99%的高纯铜金属靶，生长所用电源为直流电源；锡生长源为纯度≥99.99%的高纯锡金属靶，生长所用电源为直流电源；各生长源靶材的尺寸为φ75 mm；

所述类量子阱式生长过程中，锌生长源的功率为99~101 W、气压为0.25~0.35 Pa，铜生长源的功率为99~101 W、气压为0.95-1.05 Pa，锡生长源的功率为34~36 W、气压为0.45~0.55 Pa。