[發明專利]磁控濺射法制備TiCoSb半導體薄膜

無效

• 申請號: 201310181496.2
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103280399A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 秦娟;孫紐一;王國華;張敏;吳純清;史偉民
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01L21/203
• 分類號: H01L21/203;C23C14/35;C23C14/14
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.磁控濺射法制備TiCoSb半導體薄膜，其特征在于不需要使用多靶材共濺射法，而是通過一種特殊設計的復合靶材，在普通磁控濺射儀得到成分分布均勻的符合化學計量比的多元素化合物薄膜。TiCoSb不易利用常規的粉末冶金法或真空熔煉法制備成可供磁控濺射使用的大直徑化合物靶材，而多靶材共濺射法設備成本又較高。其工藝步驟依次為：1）特殊設計的Ti-Co-Sb復合靶材各組元構成的優化；2）利用優化后的復合靶在常溫下濺射制備Ti-Co-Sb復合薄膜；3）在300-600?^oC溫度下對復合薄膜進行快速熱退火處理或常規熱處理，得到單相的多晶TiCoSb薄膜。

2.根據權利要求1所述的磁控濺射法制備TiCoSb半導體薄膜，其特征在于所述的特殊設計的Ti-Co-Sb復合靶材各組元構成的優化：分別用Ti、Co、Sb單質靶材濺射制備單質薄膜，算出各自的濺射速率，獲得各組元單質靶的濺射功率-膜厚曲線，從而計算出不同功率下各元素的濺射速率。在20W和0.7Pa的工作條件下，根據各元素的濺射速率分別計算出制備1:1:1的TiCoSb化合物薄膜所需的扇形段的角度比為Ti?:?Co?:?Sb?=?276°：57°：27°,將單質靶分別切割成一定數量的5^o、10^o、30^o、60^o的扇形段；按照上述角度比分別選用合適數量的扇形段，清洗干凈后用導電膠將它們交替間隔地粘貼到與靶材相同尺寸的薄銅片上，作為初始成分試用復合靶。利用初始成分試用復合靶濺射制備化合物薄膜并做成分分析，根據分析結果重新調節復合靶材中各組成元素的面積比或扇形段角度比。重復調節步驟3次后，得到基本復合1:1:1要求的TiCoSb薄膜，其原子百分比為Ti?:?Co?:?Sb?=?33.81%?:?34.29%?:?31.9%，對應的復合靶材構成為Ti?:?Co?:?Sb?=?270°：55°：35°。

3.根據權利要求1所述的磁控濺射法制備TiCoSb半導體薄膜，其特征在于所述的Ti、Co、Sb單質靶及拼接后的Ti-Co-Sb復合靶尺寸均為φ61×2.5?mm，單質靶純度≥99.9%。?

4.根據權利要求1所述的磁控濺射法制備TiCoSb半導體薄膜，其特征在于所述的薄膜襯底均為石英玻璃襯底，厚度2?mm。襯底的清洗依次使用丙酮、無水乙醇和去離子水分別超聲清洗10min后用高純氮氣吹干。

5.根據權利要求1所述的磁控濺射法制備TiCoSb半導體薄膜，其特征在于所述的利用優化后的復合靶在常溫下濺射制備Ti-Co-Sb復合薄膜過程中襯底保持自轉，襯底沒有人為加溫，也沒有人為降溫。

6.根據權利要求1所述的磁控濺射法制備TiCoSb半導體薄膜，其特征在于所述的快速熱退火處理，溫度為300-600?^oC，時間1-5?min。

7.根據權利要求1所述的磁控濺射法制備TiCoSb半導體薄膜，其特征在于所述的常溫熱退火處理，溫度為300-600?^oC，時間30?–?120?min。