[发明专利]K-H共掺制备p型氧化锌薄膜的方法

摘要

本发明涉及一种K-H共掺制备p型氧化锌薄膜的方法。目前还没有用脉冲激光沉积法进行K-H共掺的p-ZnO薄膜的制备。本发明方法首先将氢氧化钾粉末、氧化锌粉末和粘结剂在球磨机中球磨混合成前驱粉，然后将前驱粉压制成型，经烧结制得掺氢氧化钾的氧化锌靶材；再将靶材和衬底分别放入脉冲激光沉积装置的真空腔内，并加热衬底，真空腔内通入氩气和氧气的混合气，开启脉冲激光沉积装置中的激光源，激光束打在靶材上，进行薄膜生长；生长的薄膜达到所需厚度后，关闭激光源，在氧气保护气氛下进行原位退火。本发明方法掺杂浓度较高，同时掺杂浓度可控，可避免生成填隙缺陷，制备的p型ZnO薄膜具有良好的电学性能，重复性和稳定性较好。

主权项

K‑H共掺制备p型氧化锌薄膜的方法，其特征是该方法的具体步骤是：步骤①将分析纯氢氧化钾粉末和分析纯氧化锌粉末在球磨机中球磨混合8～10小时，球磨混合过程中加入粘结剂，形成前驱粉，所述的粘结剂为纯度99.99％的聚乙稀醇；混合成的前驱粉中氢氧化钾的质量百分含量为0.1～1.0%，粘结剂的质量百分含量为3～10%；步骤②将前驱粉压制成型，在500～800℃下预烧结1～2小时，然后在1000～1300℃下烧结2～4小时，制得掺氢氧化钾的氧化锌靶材；步骤③将制得的掺氢氧化钾的氧化锌靶材以及表面清洁后的衬底分别放入脉冲激光沉积装置的真空腔内；靶材与衬底之间的距离为6～10cm，真空腔内的真空度为10‑3～10‑4Pa；步骤④加热衬底，温度保持在400～600℃；真空腔内通入氩气和氧气的混合气作为薄膜生长气氛，其中混合气中氧气分压比在10～40%；步骤⑤开启脉冲激光沉积装置中的激光源，激光束打在靶材上，进行薄膜生长；激光频率为3～5Hz，能量为300～500mJ；步骤⑥生长的薄膜达到所需厚度后，关闭激光源，在氧气保护气氛下进行原位退火，退火时间为30～90min，退火温度为300～700℃。