[發明專利]一種ZnO納米線陣列的摻雜方法

無效

• 申請號: 201210028435.8
• 申請日: 2012-02-09
• 公開（公告）號: CN102593282A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 丁建寧;王秀琴;袁寧一;劉躍斌;譚成邦
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;B81C1/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及ZnO納米線陣列，特指一種ZnO納米線陣列的摻雜方法，即利用等離子體對ZnO納米線陣列進行B摻雜。

背景技術

ZnO是一種具有纖鋅礦結構的直接帶隙半導體材料，被認為是第三代半導體材料之一；在室溫下ZnO的禁帶寬度為3.36?eV，激子束縛能高達60?meV，成為藍光發光二極管和紫外激光器等光電子器件的熱門備選材料，具有很好的應用潛力。

ZnO納米線由于對載流子和光子具有強的量子限制效應和高的比表面積比，產生許多新穎的光電特性而受到人們的青睞；但ZnO納米線在光電器件的實際應用中仍然面臨著巨大的挑戰，其中之一就是ZnO納米線摻雜比較困難；對ZnO納米線的摻雜通常是在生長納米線時進行摻雜，如Zeng等人利用電化學方法制備了Ni和Co摻雜的ZnO納米線?（Haibo?Zeng,?Jingbiao?Cui,?Bingqiang?Cao,?Ursula?Gibson,?Yoshio?Bando,?and?Dmitri?Golberg.?Science?of?Advanced?Materials.2010,?2:336-358），Hsu等人利用水熱法制備了Al摻雜的ZnO納米線（Chih-Hsiung?Hsu?and?Dong-Hwang?Chen.?Nanotechnology,?2010,?21:?285603-285610）；另外，也有報道Yanbo?Li等人利用氫等離子體對ZnO納米線進行處理，研究表明，經過氫等離子體處理后，?氫原子使材料表面晶界中帶負電的氧原子解吸附，同時引入Vo-H和填隙H形成淺施主能，提高電子濃度，從而達到降低電阻的目的（Yanbo?Li,?Miao?Zhong,?Takero?Tokizono,?Ichiro?Yamada,Georges?Bremond?and?Jean-Jacques?Delaunay.Nanotechnology.?2011,?22:435703-?435708）。

B摻雜的ZnO薄膜，已有報導；如利用原子層沉積方法，以二乙基鋅DEZn和水H₂O為反應物，硼烷B₂H₆為摻雜氣體，制備出B摻雜的ZnO薄膜（Baosheng?Sang,?Akira?Yamada,?Makoto?Konagai.?Growth?of?Boron-doped?ZnO?thin?films?by?atomic?layer?deposition.?Solar?Energ)?MateriaLs'?and?Solar?Cells,1997,49,19?26.）；另外還有利用金屬氧化物化學氣相沉積和激光脈沖沉積方法制備B摻雜的ZnO薄膜（X.?D.?Liu,?E.?Y.?Jiang,?and?Z.?Q.?Li.?Low?temperature?electrical?transport?properties?of?B-doped?ZnO?films.?J.?Appl.?Phys.?2007,?102,?073708。Songqing?Zhao?et?al.?Enhanced?hardness?in?B-doped?ZnO?thin?films?on?fused?quartz?substrates?by?pulsed-laser?deposition.?Applied?Surface?Science.?2006,?253:?726?–729.）；這些方法都是在生長過程中進行摻雜；但是，利用等離子體對ZnO薄膜進行B摻雜的研究，未見報道。

本發明提出利用B₂H₆等離子體摻雜技術，實現ZnO納米線陣列的B摻雜，有效降低納米線的電阻。

發明內容

本發明提出利用B₂H₆等離子體摻雜技術實現ZnO納米線陣列的B摻雜，有效降低納米線的電阻。

實現本發明的技術方案為：

第一步：利用水熱法生長ZnO納米線陣列；

第二步：進行B₂H₆等離子體處理；

第三步：制備金屬電極；

第四步：測定ZnO納米線伏安特性。

所述方法第一步，采用原子層沉積（ALD）或是旋涂法制備ZnO籽晶，采用透明導電膜、硅片或是金屬電極為襯底，采用硝酸鋅和六甲基四胺的混合液作為制備納米線的溶液，生長溫度為70-90℃，時間為4-6小時。