[发明专利]基于氮的施主-受主共掺氧化锌薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种基于氮的施主-受主共掺氧化锌薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

将基片放入ALD反应腔室中，将腔室抽真空，对基片及腔室管道进行加热，然后进行多组分的复合沉积；

所述复合沉积包括：在真空环境下依次用第一次锌源、氧源、氮掺杂源、包含III主族元素X的施主掺杂源、第二次锌源、氧源和氮掺杂源进行沉积得到受主-施主-受主共掺的ZnO薄膜，所述第一次锌源、氮掺杂源、氧源、包含III主族元素X的施主掺杂源及第二次锌源在沉积室内暴露时间依次为0.15s、10s、0.07s、0.08s、0.08s；

所述复合沉积包括在第一次锌源沉积后，分别引入一次包含III主族元素X的施主掺杂源的掺杂沉积、第二次锌源沉积、至少两次氮掺杂源沉积及至少两次氧源沉积，形成N-X-N的共掺；所述氮掺杂源沉积和所述氧源的沉积顺序是先氧源沉积，后氮掺杂源沉积；所述包含III主族元素施主掺杂源沉积与所述第二次锌源沉积顺序是先包含III主族元素施主掺杂源沉积，后第二次锌源沉积。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基片为经浓硫酸和双氧水处理，并经超纯水超声过的硅片、蓝宝石或玻璃，衬底表面带有羟基。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在每次沉积之后采用高纯氮气清洗沉积室，清洗时间为50s。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述锌源是含锌的烷基化合物或含锌的卤化物，所述氧源是水蒸汽或氧气等离子体；所述氮掺杂源为N₂O、N₂、NO、NO₂或NH₃等离子体。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述含锌的卤化物是氯化锌ZnCl₂，所述含锌的烷基化合物是二乙基锌Zn(C₂H₅)₂或二甲基锌Zn(CH₃)₂。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述包含III主族元素X的施主掺杂源是含X的卤化物、含X的醇化物、含X的烷基化物、含X的氢化物、含X的环戊二烯基、含X的烷酰胺或含X的脒基。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述含X的卤化物是三氟化硼BF₃，所述含X的醇化物是甲醇硼B(OCH₃)₃，所述含X的烷基化物是三甲基铝Al(CH₃)₃、三乙基铟In(CH₂CH₃)₃或三乙基镓Ga(CH₂CH₃)₃。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括：

通过控制所述的氮掺杂源与水蒸气的通气时间来调节掺杂氧化锌薄膜中氮掺杂源与氧的比例。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括：

通过控制III主族元素掺杂源与锌源的通气时间来调节掺杂氧化锌薄膜中施主掺杂与锌的比例。