[发明专利]一种n型半导体表面修饰p型氧化镍异质结光电材料的制备方法在审

专利信息
申请号: 201910493440.8 申请日: 2019-06-06
公开(公告)号: CN110189984A 公开(公告)日: 2019-08-30
发明(设计)人: 何丹农;卢静;葛美英;王丹 申请(专利权)人: 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
主分类号: H01L21/02 分类号: H01L21/02;H01L31/032;H01L31/101;B82Y40/00
代理公司: 上海东亚专利商标代理有限公司 31208 代理人: 董梅
地址: 201109 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 表面修饰 光电材料 制备 前驱 异质结 载流子 表面修饰技术 异质结半导体 电化学性能 分离效率 微观结构 光电流 薄层 沉积 生长 调控
【权利要求书】:

1.一种n型半导体表面修饰p型NiO异质结光电材料的制备方法,其特征在于,选择合适的Ni前驱源和O前驱源,将n型半导体材料放入原子层沉积系统腔体内,加热至一定温度范围,在低真空环境下,以高纯氮为载流气体,通过重复镍前驱源和氧前驱源沉积组合实现一定厚度p型NiO的制备,包括如下步骤:

1)将n型半导体放入原子城沉积系统腔体内,将腔体升温至特定温度范围;

在低真空环境下,以高纯氮为载流气体,通过重复Ni前驱源和O前驱源沉积组合实现p型NiO沉积,Ni前驱源和O前驱源的沉积组合为2次镍前驱源和1次氧前驱源,沉积组合方式为镍前驱源脉冲/高纯氮冲洗/镍前驱源脉冲/高纯氮清洗/氧前驱源脉冲/高纯氮清洗;或者,1次镍前驱源和2次氧前驱源,沉积组合方式为镍前驱源脉冲/高纯氮冲洗/氧前驱源脉冲/高纯氮清洗/氧前驱源脉冲/高纯氮清洗;

2)Ni前驱源沉积时的载气流量为150sccm,脉冲持续时间为2-4 s,高纯氮冲洗时间为4-6s;O前驱源沉积时的载气流量为200sccm,脉冲持续时间为2-5s;高纯氮冲洗时间为4-8s。

2.根据权利要求1所述的n型半导体表面修饰p型NiO异质结光电材料的制备方法,其特征在于:步骤1)中的n型半导体为In2S3, ZnO, SnO2, TiO2

3.根据权利要求1所述的n型半导体表面修饰p型NiO异质结光电材料的制备方法,其特征在于,Ni前驱源包括但不限于二茂镍、二乙基环戊二烯镍等,O前驱源包括但不限于臭氧和超纯水。

4.根据权利要求1所述的n型半导体表面修饰p型NiO异质结光电材料的制备方法,其特征在于:沉积过程中低真空环境为6-10hPa,沉积温度范围为120-200℃。

5.根据权利要求1所述的n型半导体表面修饰p型NiO异质结光电材料的制备方法,其特征在于:沉积的Ni前驱源和O前驱源沉积组合为50-500个。

6.根据权利3所述的一种n型半导体表面修饰p型NiO异质结光电材料的制备方法,其特征在于:Ni前驱源的加热温度为50-70℃。

7.根据权利1至6任一项所述的一种n型半导体表面修饰p型NiO异质结光电材料的制备方法,其特征在于:按如下步骤:

1)将水热法制备的In2S3纳米片连基底放入原子层沉积系统腔体,抽真空6-10hPa,将腔体温度加热至140℃;

2)重复二茂镍脉冲/高纯氮冲洗/二茂镍脉冲/高纯氮清洗/臭氧脉冲/高纯氮冲洗=(2s/5s/2s/5s/5s/8s)组合200次,其中,二茂镍源的温度设定为50℃,载气流量和冲洗流量为150scc;

3)臭氧的载气流量和冲洗流量为200sccm;循环结束后取出样品,获得表面修饰了p型NiO的In2S3异质结光电材料。

8.根据权利1至6任一项所述的一种n型半导体表面修饰p型NiO异质结光电材料的制备方法,其特征在于:按如下步骤:

1)将电化学沉积法制备的TiO2纳米管连基底放入原子层沉积系统腔体,抽真空6-10hPa,将腔体温度加热至160℃;

2)重复二乙基环戊二烯镍脉冲/高纯氮冲洗/水蒸气脉冲/高纯氮清洗/水蒸气脉冲/高纯氮冲洗= (4s/6s/3s/5s/3s/5s)组合300次,其中二乙基环戊二烯镍前驱源的温度设定为60℃,载气流量和冲洗流量为150scc;

3)水蒸气的载气流量和冲洗流量为200sccm;循环结束后取出样品,获得表面修饰了p型NiO的TiO2异质结光电材料。

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