[发明专利]一种提高Cu2ZnSnS4半导体薄膜载流子迁移率的方法有效
| 申请号： | 201610121455.8 | 申请日： | 2016-03-03 |
| 公开（公告）号： | CN105734490B | 公开（公告）日： | 2018-12-07 |
| 发明（设计）人： | 丁建宁;郭华飞;袁宁一;张克智;李燕 | 申请（专利权）人： | 常州大学 |
| 主分类号： | C23C14/06 | 分类号： | C23C14/06;C23C14/34;C23C14/58 |
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| 地址： | 213164 *** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 提高 cu sub znsns 半导体 薄膜 载流子 迁移率 方法 | ||
1.一种提高Cu2ZnSnS4半导体薄膜载流子迁移率的方法，其特征在于：在清洗后的钠钙玻璃(SLG)上制备Si薄膜，在Si薄膜上制备CZT前驱体薄膜，将制备好的CZT前驱体薄膜在通有H2S的退火炉中高温退火，得到CZTS半导体薄膜；利用Si去替位Sn，Si的掺杂在晶粒与晶粒之间形成了快速通道，从而提高了载流子迁移率；所述Si薄膜的制备方法为：将清洗干净的钠钙玻璃放入溅射腔体，以Si靶材作为溅射靶材，以体积浓度为99.999％的氩气作为工作气体，工作气压控制在0.7Pa ，溅射功率控制在60W，通过控制溅射时间，制得不同厚度的Si薄膜。
2.如权利要求1所述的一种提高Cu2ZnSnS4半导体薄膜载流子迁移率的方法，其特征在于：通过控制制备的Si薄膜的厚度来控制掺杂浓度，从而得到载流子迁移率不同程度提高的Cu2ZnSnS4半导体薄膜。
3.如权利要求1所述的一种提高Cu2ZnSnS4半导体薄膜载流子迁移率的方法，其特征在于：Si薄膜的厚度控制在5-15nm；随着Si薄膜的厚度的增加，Cu2ZnSnS4半导体薄膜的载流子迁移率变大。
4.如权利要求2或3所述的一种提高Cu2ZnSnS4半导体薄膜载流子迁移率的方法，其特征在于：Si薄膜的厚度控制为15nm。
5.如权利要求1所述的一种提高Cu2ZnSnS4半导体薄膜载流子迁移率的方法，其特征在于按以下步骤实施：
(1)钠钙玻璃(SLG)的清洗：将钠钙玻璃分别用碱性溶液，丙酮，乙醇，去离子水超声清洗30分钟，并用氮气吹干；
(2)Si薄膜的制备，将清洗干净的钠钙玻璃放入溅射腔体，以Si靶材作为溅射靶材，以体积浓度为99.999％的氩气作为工作气体，工作气压控制在0.7Pa ，溅射功率控制在60W，通过控制溅射时间，制得不同厚度的Si薄膜；
(3)CZT前躯体薄膜制备，CZT前躯体薄膜的制备主要采用Cu，Zn，Sn三金属靶材进行共溅射，将钠钙玻璃衬底与制备得到的Si薄膜放入溅射腔体，以体积浓度为99.999％的氩气作为工作气体，工作压强为0.7Pa ，Cu，Zn，Sn三靶材所用的功率分别为10W，80W，46W，溅射时间为30min；
(4)CZTS半导体薄膜的制备，将沉积好的CZT金属前躯体在通有H2S的退火炉中高温退火，温度控制在550℃，时间控制在120分钟。
6.如权利要求5所述的一种提高Cu2ZnSnS4半导体薄膜载流子迁移率的方法，其特征在于：步骤(2)中溅射时间为5min，制备得到5nm的Si薄膜；溅射时间为10min，制备得到10nm的Si薄膜；溅射时间为15min，制备得到15nm的Si薄膜。
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