[發明專利]一種p型ZnGeSnO非晶氧化物半導體薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201610914005.4
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN106711196B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 呂建國;岳士錄;葉志鎮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01L29/24
• 分類號: H01L29/24;H01L21/02;H01L29/786;C23C14/28;C23C14/08
• 代理公司: 33231 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 張宇娟;鄭婷<國際申請>=<國際公布>=

1.一種p型ZnGeSnO非晶氧化物半導體薄膜，其特征在于：Ge與Sn共同作為材料的基體元素，二者均為+4價，與O結合形成材料的基體；Zn為+2價，摻入基體形成p型導電；同時，Ge作為空穴濃度的控制元素；Sn具有球形電子軌道，在非晶狀態下電子云高度重合，起到空穴傳輸通道的作用；

所述p型ZnGeSnO非晶氧化物半導體薄膜的化學式為ZnGe_xSn_yO_1+2x+2y，其中0.5≦x≦8，0.5≦y≦1.5。

2.根據權利要求1所述的一種p型ZnGeSnO非晶氧化物半導體薄膜，其特征在于：所述p型ZnGeSnO非晶氧化物半導體薄膜的空穴濃度10¹²～10¹⁵cm^-3，可見光透過率≧80％。

3.如權利要求1～2任一項所述的p型ZnGeSnO非晶氧化物半導體薄膜的制備方法，其特征在于包括步驟：

1)以高純ZnO、GeO₂和SnO₂粉末為原材料，混合，研磨，在900～1000℃的O₂氣氛下燒結，制成ZnGeSnO陶瓷片為靶材，其中Zn、Ge、Sn三組分的原子比為1:0.5～8:0.5～1.5；

2)采用脈沖激光沉積(PLD)方法，將襯底和靶材安裝在PLD反應室中，抽真空至不高于1×10^-3Pa；

3)通入O₂為工作氣體，氣體壓強1～10Pa，襯底溫度為25～500℃，以脈沖激光轟擊靶材，靶材表面原子和分子熔蒸后在襯底上沉積，形成一層薄膜，在O₂氣氛下自然冷卻到室溫，得到p型ZnGeSnO非晶薄膜。

4.如權利要求1～2任一項所述的p型ZnGeSnO非晶氧化物半導體薄膜的應用，其特征在于：所述p型ZnGeSnO非晶氧化物半導體薄膜應用于薄膜晶體管，作為薄膜晶體管的p型溝道層。

5.根據權利要求4所述的p型ZnGeSnO非晶氧化物半導體薄膜的應用，其特征在于：所述的薄膜晶體管開關電流比10³～10⁵，場效應遷移率3～9cm²/Vs。