[发明专利]用于将膜沉积至衬底上的方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用溅镀沉积工艺将膜沉积于衬底上的方法，以及使用此工艺制造的电子装置。

背景技术

目前已知SnS适于用作光电装置与光电压应用中的太阳能吸收体。

在“Optical properties of thermally evaporated SnS thin films”(M.M.El-Nahass，等人Optical Materials 20(2002)159-170)一文中，揭示SnS薄膜可以各种方法制造(喷雾热分解法、化学沉积法或热蒸汽法)，目的在于制造适于用作光电装置与光电压应用中的太阳能吸收体的薄膜。

块材结晶SnS材料的热蒸汽法可产生非晶形薄膜。结晶型薄膜一般是将非晶形SnS薄膜于200℃下退火(annealing)而产生。

W.Guang-Pu等人在First WCPEC；Dec.5-9，1994，Hawaii中揭示有关于SnS薄膜的RF(射频)溅镀工艺，用于光电压应用领域。RF溅镀(由室温至350℃样本温度)会产生非晶形SnS。沉积后，结晶型SnS于400℃下退火而形成。

M.Y.Versavel等人在Thin Solid Films 515(2007)，7171-7176中揭示Sb₂S₃的RF(射频)电镀。沉积的薄膜为非晶形，因此需要在硫蒸汽存在下、于400℃退火。

本发明的目的是提供另一通过直接沉积制备无机材料结晶形薄膜的方法，而不需后续的处理步骤。发明内容

本发明通过提供一种使用溅镀沉积工艺将膜沉积至衬底上的方法而满足该目的，其中该溅镀沉积工艺包含直流电溅镀沉积，其中该膜是由至少90wt％的具有半导体性质的无机材料M2组成，由此该无机材料M2的膜是以结晶结构直接沉积，使得至少50wt％沉积膜具有结晶结构，其中用于该溅镀沉积的来源材料(标靶)由至少80wt％的无机材料M2组成，其中该无机材料M2选自于包含含有硫、硒和/或碲的二、三或四盐的组。

利用直流电溅镀沉积，无机材料(其利用现有技术无法以结晶结构直接沉积)现在可以沉积并可达到结晶结构。所得到的优点是后续步骤如于高温下退火的步骤可被省略。

直接溅镀沉积工艺可以RF溅镀工艺和/或脉冲溅镀工艺(脉冲DC溅镀)沉积。

在一优选实施例中，该无机材料M2选自于由SnS、Sb₂S₃、Bi₂S₃以及其他半导体硫化物、硒化物或碲化物如CdSe、In₂S₃、In₂Se₃、SnS、SnSe、PbS、PbSe、MoSe₂、GeTe、Bi₂Te₃，或Sb₂Te₃；Cu、Sb与S(或Se、Te)的化合物(如CuSbS₂、Cu₂SnS₃、CuSbSe₂、Cu₂SnSe₃)；Pb、Sb与S(或Se或Te)的化合物(PbSnS₃、PbSnSe₃)组成的组。利用该方法，用于薄膜光电压装置中的吸收体层可直接沉积于衬底上。

优选地，该无机材料M2为SnS、Sb₂S₃、Bi₂S₃、SnSe、Sb₂Se₃、Bi₂Se₃、Sb₂Te₃或其组合(如Sn_x(Sb，Bi)_y(S，Se，Te)_z)。此类材料尚未被报导可以通过产生主要结晶结构的溅镀工艺直接沉积。

在另一实施例中，该无机材料M2选自于SnS、Bi₂S₃或SnS与Bi₂S₃(如(SnS)_x(Bi₂S₃)_y)的组合。

尤其是就SnS而言，若结晶结构为斜方(如硫锡矿)，该方法则较具优势。在先前技术中，无法直接沉积高结晶形式的SnS，而是需要后续的退火处理。