[发明专利]一种具有纳米结构的非晶氧化物半导体薄膜及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201510645745.8 申请日: 2015-10-08
公开(公告)号: CN105601121B 公开(公告)日: 2019-02-19
发明(设计)人: 吕建国;冯丽莎;江庆军;叶志镇 申请(专利权)人: 浙江大学
主分类号: C03C17/25 分类号: C03C17/25;C04B41/50
代理公司: 杭州宇信知识产权代理事务所(普通合伙) 33231 代理人: 张宇娟;张燕秋
地址: 310027 浙*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 具有 纳米 结构 氧化物 半导体 薄膜 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种具有纳米结构的非晶氧化物半导体薄膜,其特征在于:所述非晶氧化物半导体薄膜包括连续薄膜层和纳米结构层,连续薄膜层直接生长在衬底上,纳米结构层为连续薄膜层的纵向自然延伸;

其中纳米结构层呈现为间隔分布的凸起峰和凹陷坑:凸起峰与连续薄膜层为一体,为连续薄膜层持续生长而成;不连续的凸起峰之间形成凹陷坑,凹陷坑有碗状和溶洞状两种形态;

其中所述非晶氧化物半导体薄膜的化学式为:ZnxTiySnzOx+2y+2z,其中y大于0且小于1,且x+y+z=1;

且所述非晶氧化物半导体薄膜采用化学溶液方法制备,其中Ti的前驱体为C12H28O4Ti,并在薄膜生长中加入NH3·H2O促进C12H28O4Ti分解。

2.根据权利要求1所述的具有纳米结构的非晶氧化物半导体薄膜,其特征在于:y大于等于0.01且小于等于0.09。

3.根据权利要求2所述的具有纳米结构的非晶氧化物半导体薄膜,其特征在于:x大于等于0.34且小于等于0.40,z大于等于0.51且小于等于0.63。

4.制备权利要求1至3任一项所述的具有纳米结构的非晶氧化物半导体薄膜的方法,其特征在于包括如下步骤:

(1)制得前驱体溶液:将Sn的前驱体SnCl2·2H2O及Ti的前驱体C12H28O4Ti分别与NH4NO3混合配得Sn源及Ti源;接着将配置的Sn源、Ti源以及Zn前驱体Zn(NO3)2·6H2O三者分别溶解于二甲氧基乙醇溶剂中,分别加入乙酰丙酮和氨水,加入氨水的浓度为14.5M,各配成浓度为0.2M的Sn、Ti及Zn的前驱体溶液;搅拌并过滤;最后按照Zn:Ti:Sn比例混合,再陈化制得溶胶;

(2)将上述步骤制得的溶胶在衬底上旋涂成膜;

(3)将旋涂所制备的薄膜进行退火处理;

(4)多次重复上面(2)及(3)步骤,最终制得非晶氧化物半导体ZnTiSnO薄膜。

5.根据权利要求4所述的具有纳米结构的非晶氧化物半导体薄膜的制备方法,其特征在于:步骤(1)中SnCl2·2H2O及C12H28O4Ti分别与NH4NO3的混合比例为:NH4NO3与Sn、Ti的摩尔比为1:1。

6.根据权利要求4所述的具有纳米结构的非晶氧化物半导体薄膜的制备方法,其特征在于:步骤(1)中前驱体溶液混合比例Zn:Ti:Sn为0.34~0.40:0.01~0.09:0.51~0.63。

7.根据权利要求4所述的具有纳米结构的非晶氧化物半导体薄膜的制备方法,其特征在于:步骤(3)中退火在空气条件下进行,退火温度为300~400℃,退火时间为20~60min。

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