[發明專利]一種基于復合襯底的銅銦鎵硒薄膜及其制備方法

無效

• 申請號: 201310240968.7
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN103311329A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 薛玉明;張嘉偉;喬在祥;趙彥民;李微;許楠;潘宏剛;宋殿友;李鵬海;劉君;朱亞東;尹富紅;劉浩;馮少君
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/02;H01L31/18
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

1.一種基于復合襯底的銅銦鎵硒薄膜，其特征在于：該銅銦鎵硒薄膜為基于聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復合襯底的銅銦鎵硒薄膜，由玻璃、聚酰亞胺和銅銦鎵硒吸收層薄膜組成并形成疊層結構，其中襯底由蘇打玻璃及生長于其表面的聚酰亞胺膜構成，蘇打玻璃的厚度為1.5-2mm，聚酰亞胺膜厚度為25-30μm；銅銦鎵硒吸收層薄膜的化學分子式為CuIn_1-xGa_xSe₂，式中x為0.25-0.35，導電類型為p型，薄膜厚度為1.5-2μm。

2.一種如權利要求1所述基于復合襯底的銅銦鎵硒薄膜的制備方法，其特征在于：首先將聚酰亞胺膠涂于蘇打玻璃表面，固化成聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復合襯底，然后在其表面制備銅銦鎵硒薄膜。

3.根據權利要求2所述基于復合襯底的銅銦鎵硒薄膜的制備方法，其特征在于：所述聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復合襯底的制備方法，步驟如下：

1）對蘇打玻璃進行表面清洗，清洗方法是：

首先將10cm×10cm的蘇打玻璃放入重鉻酸鉀溶液中浸泡2h，重鉻酸鉀溶液由300克重鉻酸鉀、3升濃硫酸和300毫升去離子水配置而成，將蘇打玻璃取出用去離子水沖洗后置于濃度為99.5w%的丙酮溶液中，放入超聲波清洗機中清洗，超聲波頻率為20-30kHz，時間為20-25min，然后將蘇打玻璃從丙酮溶液中取出，用去離子水沖洗后置于濃度為99.7w%的酒精中，放入超聲波清洗機中清洗超聲波頻率為20-30kHz，時間為20-25min，最后將蘇打玻璃從酒精中取出，放入盛有去離子水的燒杯中，放入超聲波清洗機中清洗3遍，超聲波頻率為20-30kHz，時間為20-25min；

2）將聚酰亞胺膠涂覆于蘇打玻璃表面，采用勻膠工藝進行勻膠，工藝參數為：轉速為1300-1500r/min，時間為35-45s；

3）將勻膠后的樣品放入烘箱內進行固化，即可得到聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復合襯底，所述固化工藝的升溫保溫程序為：烘箱溫度升溫至125-135℃，升溫時間為10-15min，并在125-135℃下維持25-30min；將烘箱溫度升溫至150-160℃，升溫時間為5-10min，并在150-160℃下維持10-15min；將烘箱溫度升溫至200-210℃，升溫時間為5-10min，并在200-210℃下維持15-20min；將烘箱溫度升溫至250-260℃，升溫時間為5-10min，并在250-260℃下維持15-20min；將烘箱溫度升溫至340-350℃，升溫時間為5-10min，并在340-350℃下維持10-15min，然后緩慢降溫至18-25℃，即可得到聚酰亞胺膜-蘇打玻璃復合襯底。

4.根據權利要求2所述基于復合襯底的銅銦鎵硒薄膜的制備方法，其特征在于：所述銅銦鎵硒吸收層薄膜的制備方法，采用硒化爐薄膜制備系統和共蒸發改進型一步法制備工藝，步驟如下：

1）將待制備樣品置于共蒸發系統中，在本底真空為3.0×10^-4Pa、襯底溫度為350-400℃下，共蒸發In、Ga、Se高Ga含量預制層，其中In蒸發源溫度為820-850℃，Ga蒸發源溫度為920-950℃，Se蒸發源溫度為240-280℃，蒸發時間為2-3min，控制In/Ga的原子比例為0.3:0.7，(In+Ga)/Se的原子比例為2:3；

2）在襯底溫度為550-580℃下，共蒸發Cu、In、Ga、Se，其中Cu蒸發源溫度為1120-1160℃，In蒸發源溫度為850-900℃，Ga蒸發源溫度為880-920℃，Se蒸發源溫度為240-280℃，蒸發時間為25-30min，控制In/Ga的原子比例為0.7:0.3，(In+Ga)/Se的原子比例為2:3；

3）將襯底冷卻，當蒸發Se的同時將襯底冷卻到350℃時的襯底溫度時，關閉Se蒸發源，再將襯底冷卻至18-25℃即可。