[發明專利]一種擇優取向生長的硫化二銅薄膜

無效

• 申請號: 201210181358.X
• 申請日: 2012-06-05
• 公開（公告）號: CN102709351A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 劉科高;孫昌;李靜;許斌;石磊
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: H01L31/0392
• 分類號: H01L31/0392;H01L31/032;H01L31/18
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技術領域

本發明屬于半導體薄膜技術領域，尤其涉及一種擇優取向生長的硫化二銅薄膜。

背景技術

隨著社會和經濟的發展，我國能源消費總量劇增，能源緊缺及消費能源帶來的污染已成為國內社會發展中的突出問題，因此開發利用清潔能源對保護環境、經濟可持續發展和構筑和諧社會都有重要的意義。為了更充分的利用太陽能這種清潔、安全和環保的可再生資源，近年來用于太陽電池的光電材料的研究和發展日益受到重視。

過渡金屬硫化物由于其有著良好的光電性能而被廣泛應用，其中銅的硫化物是一種重要的過渡金屬硫化物。Cu和S組成的化合物由于它們在組成計量比、晶體形貌、結構、價態等方面的多變性，導致這些化合物有一些特殊的光電性質，這引起了人們極大關注。作為一種重要的半導體材料，銅的硫化物被廣泛地應用于太陽能電池、濾光片、納米開關、熱電或光電轉換器、導電電極、超導體、器皿傳感器等方面。自從發現Cu_xS/CdS異質結構有光伏特效應以來，Cu_xS作為一種重要的光電半導體材料而受到人們的重視。作為P型半導體，Cu₂S、Cu_1.8S和CuS的禁帶寬度分別為1.2、1.5及2.0eV。由于其復雜的結構和價態以及可調的禁帶寬度，是理想的廉價、高效的太陽能電池材料。

目前銅的硫化物薄膜的制備方法主要有電化學方法、連續離子層吸收與反應、原子層沉積(ALD)、微波輔助化學浴沉積、化學蒸汽反應、濺射離子層氣象反應、化學浴沉積。由于硫化銅薄膜的原料成本低，因此是一種非常有發展前途的光電薄膜材料。控制硫化物半導體薄膜的生長取向是調控其性能的重要途徑，因此擇優取向生長的硫化物薄膜是研究的熱點之一。已出版文獻(Liu?KG，Liu?H，Wang?JY，et?al，Synthesis?and?characterization?of?Cu₂Seprepared?by?hydrothermal?co-reduction.Journal?of?Alloys?and?Compounds.Vol.484，No.1-2，SEP182009：674-676)中制備了Cu2Se粉末材料，雖然與本專利申請中的得到材料的方法有相似之處，但前者是粉末，而且成分不同。而本專利申請中所得為薄膜材料，這與粉末材料在形成和晶體生長過程及機理將會不同，粉末材料難以得到同一晶體取向擇優生長的材料。

象前面所述方法一樣，其它方法也沒有制備擇優取向的硫化二銅薄膜。與本發明相關的還有如下文獻：

[1]A.Bollero，M.Grossberg，B.Asenjo，M.T.Gutiérrez，CuS-based?thin?films?for?architectural?glazingapplications?produced?by?co-evaporation：Morphology，optical?and?electrical?properties，Surface&CoatingsTechnology?204(2009)593-600.

主要描述了共蒸法制備建筑物玻璃用CuS薄膜及其形貌和光電性能。

[2]Mudi?Xin，KunWei?Li，Hao?Wang，Synthesis?of?CuS?thin?films?by?microwave?assisted?chemical?bathdeposition，Applied?Surface?Science?256(2009)1436-1442.

主要描述了微薄輔助化學浴沉積法合成CuS薄膜。

[3]Y.Rodríguez-Lazcano，H.Martínez，M.Calixto-Rodríguez，A.Rodríguez，Properties?of?CuS?thin?filmstreated?in?air?plasma，Thin?Solid?Films?517(2009)5951-5955.

主要描述了化學沉積CuS薄膜，并在空氣等離子體中進行后處理。

[4]M.Ali?Yil?dirim，Aytunc?Ates，Aykut?Astam，Annealing?and?light?effect?on?structural，optical?and?electricalproperties?of?CuS，CuZnS?and?ZnS?thin?films?grown?by?the?SILAR?method，Physica?E?41(2009)1365-1372.