[發(fā)明專利]一種Sn摻雜ZnO半導(dǎo)體材料及制備方法、及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310587104.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN103578938A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常永勤;邵長(zhǎng)景
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L21/205
• 分類號(hào): H01L21/205;G01N27/414;B82Y40/00
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種Sn摻雜ZnO半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法是，將Sn粉與Zn粉混合在氧氣與氬氣的氣氛中加熱以CVD（化學(xué)氣相沉積）沉積到器件表面形成Sn摻雜ZnO半導(dǎo)體材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Sn摻雜ZnO半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，包括以下的制備步驟：1）采用預(yù)置電極的方法制備氣敏元件；2）采用CVD（化學(xué)氣相沉積）法在氣敏元件上制備Sn摻雜ZnO納米薄膜，首先將Zn粉與Sn粉攪拌混合，將混合粉與氣敏元件相對(duì)放置于瓷舟中，將瓷舟放于加熱爐中，加熱至630℃~650℃后保溫，在加熱過(guò)程為Ar氣氣氛；保溫過(guò)程為Ar氣、O₂氣的混合氣氛；3）保溫后取出瓷舟，室溫空冷后得到Sn摻雜ZnO半導(dǎo)體材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Sn摻雜ZnO半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，所述Zn粉與Sn粉的質(zhì)量比為4:1~7:3。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Sn摻雜ZnO半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，所述加熱保溫工藝為，以13～18℃/min的速度加熱至630℃~650℃后，保溫10～20?min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Sn摻雜ZnO半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，所述Ar氣、O₂氣的控制流量分別為，在加熱過(guò)程中Ar氣流量設(shè)定為80~100?sccm，O₂氣流量設(shè)定為0?sccm；保溫過(guò)程中Ar氣流量設(shè)定為100~120?sccm，O₂氣流量設(shè)定為8~10?sccm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Sn摻雜ZnO半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，所述氣敏元件的制備方法為，首先將玻璃片放入燒杯中，進(jìn)行超聲清洗，清洗后吹干備用，將銀粉與導(dǎo)電膠按照3~3.5g：1?ml的比例將兩者充分?jǐn)嚢杌旌铣蓾{糊狀，用其作為粘結(jié)劑將銅絲固定于玻璃片上，銀膠在空氣中干燥后，將整個(gè)元件置于干燥皿中干燥10~12?h，然后再將其置入干燥箱中，在100℃~150℃處理1.5~2?h后取出再次放入干燥皿中備用。

7.權(quán)利要求1所述制備方法制得的Sn摻雜ZnO半導(dǎo)體材料，其特征在于，所述材料的組織結(jié)構(gòu)為尺寸為40~100nm納米針和200~500nm納米棒的混合網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述半導(dǎo)體材料，其特征在于，所述材料氣敏性響應(yīng)值S是材料在測(cè)試氣體中阻值與在空氣中阻值的比值，當(dāng)酒精濃度為326ppm時(shí)，S值大于250。

9.權(quán)利要求1所述制備方法制得的Sn摻雜ZnO半導(dǎo)體材料的應(yīng)用，其特征在于，所述Sn摻雜ZnO半導(dǎo)體材料可應(yīng)用于氣體傳感器。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述材料的應(yīng)用，其特征在于，所述材料可在室溫條件下對(duì)酒精和丙酮進(jìn)行檢測(cè)及監(jiān)測(cè)。