[发明专利]一种热蒸发制备CdSe薄膜的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及CdSe薄膜制备工艺技术领域，具体的说是一种热蒸发制备CdSe薄膜的工艺。

背景技术

CdSe是一种典型的直接跃迁的宽带隙II-VI族化合物半导体材料，因其禁带宽度与太阳光谱中可见光的波段相匹配，且具有独特的光电性能而被广泛关注。采用不同方法制备出不同结构、维度、形态的CdSe材料在光伏太阳能电池、光电子器件、生物荧光标记和光通讯等领域具有良好的应用前景。

高质量的CdSe薄膜是制备性能稳定的光电子器件的关键。不同制备工艺生长的CdSe薄膜，其结晶性能不同，薄膜质量存在差异，从而影响其光电特性以及其相关应用。目前，用于制备CdSe薄膜的主要方法有真空热蒸发、喷雾热解、分子束外延(MBE)、化学水浴沉积、电沉积、化学气相沉积和离子层吸附和反应等。在现有的制备装置和制备工艺中，热蒸发技术具有沉积速率快、制备样品纯度高、操作简单且成本较低等特点。而蒸发电流是热蒸发制备CdSe薄膜的关键技术之一，因此，在热蒸发制备CdSe薄膜的过程中，找出一个最佳的蒸发电流来制备高质量的薄膜是非常有必要的。同时，退火处理可有效改善薄膜的结晶质量及相关性能，获得更加优质的薄膜样品，因此，对其退火条件也是获得优质CdSe薄膜的重要部分。

发明内容

本发明的目的就是解决以上技术中存在的问题，并为此提供一种热蒸发制备CdSe薄膜的工艺。

一种热蒸发制备CdSe薄膜的工艺，第一步，选取衬底材料并对衬底材料依次进行清洗和去除本征氧化物及干燥的处理；第二步，将处理后的衬底材料放入真空腔室的样品架上固定；第三步，称量CdSe粉末置于蒸发源内；第四步，关闭真空腔室，对系统抽真空至1.1×10^-4Pa以下；第五步，打开样品架控制按钮，设置样品架转速；第六步，关闭镀膜机真空腔闸板阀，打开蒸发电源开关，调节蒸发电流到设定值；第七步，蒸镀计时至预设时间，关闭蒸发电源开关，停止蒸镀；第八步，打开真空腔闸板阀，将腔室内为沉积的CdSe分子抽走，关机取出样品；第九步，将制备完成CdSe薄膜样品置于真空退火炉中进行退火后，取出样品，通过辅助设备将样品进行表征。

进一步地，所述衬底材料为玻璃、石英、硅、锗。

进一步地，衬底材料的清洗为将衬底材料分别置于去离子水、丙酮和无水乙醇中超声清洗。

进一步地，所述样品架转速为8r/min至13r/min。

进一步地，所述蒸发电流的设定值为70A至95A。

进一步地，所述蒸镀计时至预设时间为8分钟至15分钟。

进一步地，所述退火时间为1.5h至2.5h。

进一步地，所述退火温度为400℃至600℃。

进一步地，所述辅助设备为X射线衍射仪、扫描电子显微镜和原子力显微镜。

本发明的优点：

1，退火处理过程使CdSe薄膜表面晶粒细化，致密性增强，薄膜质量明显提升；

2，成本低，纯度高，生长速率快，适用于批量生产。

附图说明

图1是本发明的原理简图。

具体实施例

为了使本发明更容易被清楚理解，以下结合附图以及实施例对本发明的技术方案作以详细说明。

实施例1

如图1所示，一种热蒸发制备CdSe薄膜的工艺，第一步，选取衬底材料1并对衬底材料1依次进行清洗和去除本征氧化物及干燥的处理，衬底材料1为玻璃，衬底材料1的清洗为将衬底材料1分别置于去离子水、丙酮和无水乙醇中超声清洗；第二步，将处理后的衬底材料1放入真空腔室4的样品架5上固定；第三步，称量CdSe粉末2置于蒸发源3内；第四步，关闭真空腔室4，对系统抽真空至1.1×10^-4Pa以下；第五步，打开样品架控制按钮，设置样品架5转速，样品架5转速为8r/min；第六步，关闭镀膜机真空腔闸板阀，打开蒸发电源开关，调节蒸发电流到设定值70A；第七步，蒸镀计时至预设时间8分钟，关闭蒸发电源开关，停止蒸镀；第八步，打开真空腔闸板阀，将腔室内为沉积的CdSe分子抽走，关机取出样品；第九步，将制备完成CdSe薄膜样品置于真空退火炉中进行退火后，取出样品，所述退火时间为1.5h，退火温度为400℃，通过辅助设备将样品进行表征，辅助设备为X射线衍射仪。

实施例2