[发明专利]单结晶金属氧化物半导体外膜生长装置

说明书

本发明提供一种单结晶金属氧化物半导体外膜生长装置，包括：反应腔室，具备有内部空间；基板安装单元，配置于所述内部空间，能够安装基板；金属氧化物处理单元，处理金属氧化物，并使在所述金属氧化物上产生的金属离子和氧离子供应至所述基板上；砷供应单元，与所述基板相对，将砷离子供应至所述基板；其中，所述金属氧化物处理单元包括：安装台，配置于所述内部空间，与所述基板相对，并且还设置有所述金属氧化物的氧化锌板；以及电子束照射器，向所述氧化锌板以直射的方式照射电子束，使所述氧化锌板上蒸发的锌离子和氧离子向所述基板移动。

技术领域

本发明是涉及一种单结晶金属氧化物半导体外膜生长装置。

背景技术

一般而言，以氧化铟锡(Indium Tin Oxide:ITO)，氧化锌(ZnO)以及AZO,GZO,IGZO等的锌系化合物为首的氧化物薄膜，广泛适用于液晶显示器(LCD)、有机发光半导体(OLED)等的显示图案的两极中，用于透明电极、像素驱动等的薄膜警惕电荷输送的通信层，太阳能电池的阴阳电极等领域，大量用于商业化开发品之中，作为下一代透明电子元件的核心电极材料以及活性层材料，相关研究人员正在开发之中。进一步讲，作为发光二极管的发光层，许多研究开发成果也正不断地发表和公布中。

在上述应用领域中，与使用多结晶氧化物半导体薄膜的成膜方式相类似，即使使用相比于空穴移动下的电子移动度更大，从信号处理速度的角度来看具有明显优势的n型特性的氧化物半导体薄膜，大部分情形下也是没有任何问题的。因此，用于形成具有与上述特性相反的p型氧化物薄膜的掺杂(Doping)接受体(Acceptor)等的工艺，以及可执行此工艺的设备技术也还没有广为发表公开。

用于形成p型氧化锌薄膜的添加剂中，对氮的研究虽然最多，但形成再现性效果明显的p-n接合十分困难，应用领域还处于晶体管的制造阶段。因此对于上述问题的对策方案，一直是针对Na,Li,Ag,Sb,B,As等材料的研究。这其中作为可能性最高的物质就是砷，对作接受体的砷离子的浓度进行调节比较容易，针对这个特性的调节而言，相比调节其他物质那就很容易了，因此它就被认为是现有技术中最适合的物质。

但是对于MOCVD技术而言，作为原材料而的金属有机物(metalorganic source)中，碳氢元素的含量很高，在p型氧化锌薄膜生长时，相比与作为添加剂(dopant)而使用的砷(As)和氧化锌(Zn-O)的结合，O-H的结合发生概率更高。因此，砷离子作为添加剂参加至与Zn-O结合而形成Zn-O-As的概率相对而言就明显降低。

发明内容

(要解决的问题)

本发明其中一个目的在于，提供一种单结晶金属氧化物半导体外膜生长装置，其可以将砷注入接受体物质中，从而能有效地使高纯度p型氧化锌薄膜形成。

本发明的另一个目的在于，提供一种单结晶金属氧化物半导体外膜生长装置，通过揭示一种使高纯度单结晶氧化锌基板形成的工艺技术，达到使其提高产出率的效果。

(解决问题的手段)

为了实现上述课题目的本发明中的一种单结晶金属氧化物半导体外膜生长装置，包括：反应腔室，具备有内部空间；基板安装单元，配置于所述内部空间，能够安装基板；金属氧化物处理单元，处理金属氧化物，并使在所述金属氧化物上产生的金属离子和氧离子供应至所述基板上；砷供应单元，与所述基板相对，将砷离子供应至所述基板；其中，所述金属氧化物处理单元包括：安装台，配置于所述内部空间，与所述基板相对，并且还设置有所述金属氧化物的氧化锌板；以及电子束照射器，向所述氧化锌板以直射的方式照射电子束，使所述氧化锌板上蒸发的锌离子和氧离子向所述基板移动。

这里，所述基板安装单元和所述电子束照射器，可设置于所述反应腔室的上部一侧，所述安装台，可设置于所述反应腔室的下部一侧。

这里，对所述氧化锌板，所述电子束照射器的照射角度决定在40°范围内。