[发明专利]一种Sb2(Sex,S1‑x)3合金薄膜及其制备方法有效
| 申请号： | 201410532910.4 | 申请日： | 2014-10-11 |
| 公开（公告）号： | CN105479848B | 公开（公告）日： | 2017-06-16 |
| 发明（设计）人： | 唐江;秦思凯;刘新胜;杨波 | 申请（专利权）人： | 华中科技大学 |
| 主分类号： | B32B15/04 | 分类号： | B32B15/04;C23C14/32;C23C14/06 |
| 代理公司： | 华中科技大学专利中心42201 | 代理人： | 曹葆青 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 sb sub se 合金 薄膜 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于半导体材料与器件制备领域，具体涉及一种Sb2(Sex,S1-x)3合金薄膜及其制备方法。
背景技术
硒化锑(Sb2Se3)和硫化锑(Sb2S3)同属于Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体,结构和性质相似，禁带宽度分别在1.20eV和1.70eV左右，都具有良好的光电响应和热电效应，可以用来制备光电探测器件和热电器件。而且其储量丰富，对环境友好，这些特性使其成为具有广泛应用前景的无机半导体材料。然而国际上对Sb2Se3薄膜和Sb2S3薄膜的研究与运用尚处于起步阶段。
为了得到禁带宽度和能带位置更加合适的无机半导体材料，我们制备出了Sb2(Sex,S1-x)3合金薄膜，通过调节其组分，使其禁带宽度在1.20eV(Sb2Se3的禁带宽度)到1.70eV(Sb2S3的禁带宽度)之间连续可调，能带位置也能得到优化，是提高器件性能的一种有效的方法。
目前制备Sb2Se3薄膜和Sb2S3薄膜的方法主要有溶液法和真空热蒸发法。但溶液法机械化程度低、过程繁杂，不易大规模生产，很难实现工业化。而真空热蒸发法制备薄膜时蒸发源与衬底的距离较远，这就对真空度有较高的要求，而且原料的利用率特别低，大部分都会沉积到腔室侧壁上，蒸发速率也受到限制。
美国专利6444043号，提出一种近空间升华法制备CdS和CdTe薄膜的方法。近空间升华法具有制备工艺简单、沉积速率高、生产成本低、源材料利用率高等优点，具有广阔的应用前景；然而该方法比较适用于CdS和CdTe这种在蒸发过程中没有组分偏差的二元化合物。Sb2(Sey,S1-y)3合金粉末在加热蒸发的过程中会发生分解，由于Sb、Se和S在蒸发温度范围内的饱和蒸汽压有较大的差别，所以在衬底上沉积出来的Sb2(Sex,S1-x)3合金薄膜与Sb2(Sey,S1-y)3 合金粉末蒸发源在组分上会有偏差，从而限制了近空间升华法在Sb2(Sex,S1-x)3合金薄膜中的应用。
发明内容
本发明提供一种Sb2(Sex,S1-x)3合金薄膜，同时提供其制备方法，解决现有Sb2Se3和Sb2S3薄膜禁带宽度和能带位置固定的问题，以实现禁带宽度和能带位置的连续可调，得到禁带宽度和能带位置更加合适的无机半导体材料。
本发明所提供的Sb2(Sex,S1-x)3合金薄膜，其特征在于：
其由Sb2(Sey,S1-y)3合金粉末作为蒸发源或者摩尔分数分别为z和1-z的Sb2Se3粉末和Sb2S3粉末混合作为蒸发源，通过近空间升华法在衬底上制得，其化学表达式为Sb2(Sex,S1-x)3，其厚度小于或等于3μm；
其中，y为阴离子中Se的摩尔分数，1-y为阴离子中S的摩尔分数，0＜y＜1；0＜z＜1；
x为阴离子中Se的摩尔分数，1-x为阴离子中S的摩尔分数，0＜x＜1；
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