[發明專利]在氧化鋅表面形成并調控肖特基接觸的方法

在審

• 申請號: 201510045412.1
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN104638065A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 湯子康;關釗允;黃豐;吳雁艷;陳安琪;祝淵
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 張玲春

技術領域

本發明涉及一種氧化鋅表面處理方法，屬于半導體器件制備領域，特別是涉及一種在通過氧等離子體處理在氧化鋅表面形成并調控肖特基接觸的方法。

背景技術

自氧化鋅室溫紫外激光發射被報道以來(Room-temperature?ultraviolet?laser?emission?from?self-assembled?ZnO?microcrystallite?thin?films，Applied?Physic?Letters，1998，72(25)：3270)，氧化鋅一直受到廣泛關注。氧化新的禁帶寬度為3.37eV，高激子束縛能為60meV，其優越性能日益受到重視，并被認為是有望取代GaN的半導體之一。

氧化鋅的應用包括紫外發光二極管，太陽能電池，紫外探測器，壓力傳感器等。而氧化鋅器件應用都涉及到半導體-金屬接觸問題。與GaN等三五族半導體不同，氧化鋅為二六族離子化合物半導體，其晶體結構對電子的束縛較小，而且本征氧化鋅的電子濃度較高，這使得氧化鋅與大部分金屬接觸都呈現歐姆接觸，卻很難形成肖特基接觸。這難題阻礙了氧化鋅器件的進一步發展。

肖特基接觸有利于提高器件響應度，減少器件響應時間。在如何解決在氧化鋅上形成肖特基接觸的問題上，科學家們也做過一些嘗試。Gu等人采用100℃雙氧水浸泡氧化鋅表面，改變表面鋅氧比，從1.86降低到0.4，并制備金電極，獲得肖特基電極接觸(Hydrogen?peroxide?treatment?induced?rectifying?behavior?of?Au/n-ZnO?contact，2007，90:122101)。Sang-Ho?Kim等人通過使用(NH₄)₂Sx液體腐蝕氧化鋅表面，并制備鉑電極形成肖特基接觸(Electrical?characteristics?of?Pt?Schottky?contacts?on?sulfide-treated?n-type?ZnO)。

然而大部分在氧化鋅上制備肖特基接觸的方法都很復雜并且沒有非常好的可靠性，如何在氧化鋅上穩定獲得肖特基接觸成為當前亟需解決的難題之一。

發明內容

本發明的目的是提供一種簡單有效且穩定的方法處理氧化鋅表面，使得金屬電極能在氧化鋅表面形成肖特基接觸，并提供一種肖特基接觸的調整方法，實現按不同需求調整電極特性。

本發明上述目的通過以下技術方案予以實現。

本發明提供一種在氧化鋅表面形成并調控肖特基接觸的方法，包括以下步驟：

1)將清洗干凈的氧化鋅樣品至于等離子處理腔體中，關閉腔體，通過真空泵抽取腔體內氣體，至腔體達到高真空；

2)將氧氣通入腔體中，調節腔體內部氧氣壓強到指定值；

3)調節壓強完畢后，打開等離子體射頻電源，起輝腔體內部的氧氣，并調節射頻功率至指定值；

4)處理1-10min后取出氧化鋅樣品，按需在表面做掩膜，并蒸鍍鎳金電極，最終在氧化鋅表面獲得肖特基接觸的電極。

本發明的方法，步驟1)中，所述等離子體處理腔體內部壓強需在5×10^-3Pa或以下。

本發明的方法，步驟2)中，所述氧氣的流量為20-200sccm；所述腔體內部氧氣壓強為15Pa以下。

本發明的方法，步驟2)中，所述氧氣的流量為50-150sccm；所述腔體內部氧氣壓強為2.5-3.5Pa。

本發明的方法，步驟3)中，所述等離子體的射頻功率為10W-500w。

本發明的方法，步驟3)中，所述射頻功率為10W-400w；所述維持時間在120s。

本發明的方法，步驟4)中，所述掩膜是通過光刻工藝制作的光刻膠掩膜、金屬質掩膜、塑料掩膜等。

本發明的方法，步驟4)中，所蒸鍍鎳金電極中，鎳厚度為10-30nm，金厚度為30nm或以上。

本發明的方法，步驟4)中，所述蒸鍍鎳金電極中，鎳厚度為25nm，金厚度為65nm。

借由上述技術方案，本發明具有的優點和有益效果如下：

1、本發明提供一種在氧化鋅表面形成肖特基接觸的方法，通過調整等離子的射頻功率，可以調節氧化鋅表面性質，從而有效調節上述的肖特基接觸特性。

2、本發明提供一種氧化鋅表面處理的新方法，即等離子體處理方法，實現按不同需求調整電極特性。

3、上述肖特基接觸具有整流特性，可以用于制備氧化鋅器件。

4、所需步驟簡單、時間短、可控性強，適用于產業化。

附圖說明