[发明专利]离子束增强沉积制备P－型氧化锌薄膜的方法

摘要

本发明涉及一种新的ZnO薄膜实用制备技术，其将高纯度ZnO粉体，或原子比为1－5％的Al、In等氧化物均匀掺入ZnO粉体，用等静压压制成型，再烧结成溅射靶，并用纯N₂或Ar∶N₂为1∶3～1∶10的混合高纯气体产生的混合离子束对沉积膜轰击，垂直注入到溅射沉积膜上，利用样品台的公转和样品片自转实现均匀注入，保证薄膜在后续的结晶热处理后得到均匀的、高取向ZnO多晶结构。本技术的ZnO薄膜制备沉积不受衬底材料的制约，可以在硅、氧化硅、玻璃和氮化硅多片衬底上同时沉积制备均匀、致密、与衬底粘附良好、电阻率低于1.0Ωcm，在可见光区域透射率大于80％p型氧化锌薄膜，满足工业化生产要求；且成膜温度较低，与半导体工艺兼容，没有废物排放。

主权项

1.离子束增强沉积制备P-型氧化锌薄膜的方法，其特征在于：(1)掺杂制成溅射靶将高纯度ZnO粉体，或原子比为1-5％的Al、In等氧化物均匀掺入ZnO粉体，用等静压压制成型，再烧结成溅射靶；(2)采用混合离子束进行增强沉积选用上述溅射靶，并用纯N2或Ar∶N2为1∶3～1∶10的混合高纯气体产生的混合离子束对沉积膜轰击，注入离子束的加速电压为20～60KV，束流强度5～20mA；(3)膜的均匀性轰击离子源产生的氮或氩/氮混合束束径大于150mm，非均匀性小于15％，垂直注入到溅射沉积膜上，利用样品台的公转和样品片自转实现均匀注入，得到均匀的、高取向ZnO多晶结构，即P型离子束增强沉积共掺杂氧化锌薄膜。(4)ZnO薄膜的制备沉积不受衬底材料的制约，原则上可以在各种固态材料上沉积。在单晶Si衬底上，可不受自然氧化层的影响，方便地制备单一取向多晶ZnO薄膜。