[發(fā)明專利]一種熱蒸發(fā)制備CdSe薄膜的工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710077994.0
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN106868453A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾體賢;張敏;楊輝;陳太紅;安辛友
• 申請（專利權(quán)）人: 西華師范大學(xué)
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24;C23C14/06;C23C14/58
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務(wù)所(普通合伙)11572
• 代理人: 張會會,段宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及CdSe薄膜制備工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種熱蒸發(fā)制備CdSe薄膜的工藝。

背景技術(shù)

CdSe是一種典型的直接躍遷的寬帶隙II-VI族化合物半導(dǎo)體材料，因其禁帶寬度與太陽光譜中可見光的波段相匹配，且具有獨特的光電性能而被廣泛關(guān)注。采用不同方法制備出不同結(jié)構(gòu)、維度、形態(tài)的CdSe材料在光伏太陽能電池、光電子器件、生物熒光標(biāo)記和光通訊等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

高質(zhì)量的CdSe薄膜是制備性能穩(wěn)定的光電子器件的關(guān)鍵。不同制備工藝生長的CdSe薄膜，其結(jié)晶性能不同，薄膜質(zhì)量存在差異，從而影響其光電特性以及其相關(guān)應(yīng)用。目前，用于制備CdSe薄膜的主要方法有真空熱蒸發(fā)、噴霧熱解、分子束外延(MBE)、化學(xué)水浴沉積、電沉積、化學(xué)氣相沉積和離子層吸附和反應(yīng)等。在現(xiàn)有的制備裝置和制備工藝中，熱蒸發(fā)技術(shù)具有沉積速率快、制備樣品純度高、操作簡單且成本較低等特點。而蒸發(fā)電流是熱蒸發(fā)制備CdSe薄膜的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此，在熱蒸發(fā)制備CdSe薄膜的過程中，找出一個最佳的蒸發(fā)電流來制備高質(zhì)量的薄膜是非常有必要的。同時，退火處理可有效改善薄膜的結(jié)晶質(zhì)量及相關(guān)性能，獲得更加優(yōu)質(zhì)的薄膜樣品，因此，對其退火條件也是獲得優(yōu)質(zhì)CdSe薄膜的重要部分。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是解決以上技術(shù)中存在的問題，并為此提供一種熱蒸發(fā)制備CdSe薄膜的工藝。

一種熱蒸發(fā)制備CdSe薄膜的工藝，第一步，選取襯底材料并對襯底材料依次進行清洗和去除本征氧化物及干燥的處理；第二步，將處理后的襯底材料放入真空腔室的樣品架上固定；第三步，稱量CdSe粉末置于蒸發(fā)源內(nèi)；第四步，關(guān)閉真空腔室，對系統(tǒng)抽真空至1.1×10^-4Pa以下；第五步，打開樣品架控制按鈕，設(shè)置樣品架轉(zhuǎn)速；第六步，關(guān)閉鍍膜機真空腔閘板閥，打開蒸發(fā)電源開關(guān)，調(diào)節(jié)蒸發(fā)電流到設(shè)定值；第七步，蒸鍍計時至預(yù)設(shè)時間，關(guān)閉蒸發(fā)電源開關(guān)，停止蒸鍍；第八步，打開真空腔閘板閥，將腔室內(nèi)為沉積的CdSe分子抽走，關(guān)機取出樣品；第九步，將制備完成CdSe薄膜樣品置于真空退火爐中進行退火后，取出樣品，通過輔助設(shè)備將樣品進行表征。

進一步地，所述襯底材料為玻璃、石英、硅、鍺。

進一步地，襯底材料的清洗為將襯底材料分別置于去離子水、丙酮和無水乙醇中超聲清洗。

進一步地，所述樣品架轉(zhuǎn)速為8r/min至13r/min。

進一步地，所述蒸發(fā)電流的設(shè)定值為70A至95A。

進一步地，所述蒸鍍計時至預(yù)設(shè)時間為8分鐘至15分鐘。

進一步地，所述退火時間為1.5h至2.5h。

進一步地，所述退火溫度為400℃至600℃。

進一步地，所述輔助設(shè)備為X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1，退火處理過程使CdSe薄膜表面晶粒細化，致密性增強，薄膜質(zhì)量明顯提升；

2，成本低，純度高，生長速率快，適用于批量生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理簡圖。

具體實施例

為了使本發(fā)明更容易被清楚理解，以下結(jié)合附圖以及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作以詳細說明。

實施例1

如圖1所示，一種熱蒸發(fā)制備CdSe薄膜的工藝，第一步，選取襯底材料1并對襯底材料1依次進行清洗和去除本征氧化物及干燥的處理，襯底材料1為玻璃，襯底材料1的清洗為將襯底材料1分別置于去離子水、丙酮和無水乙醇中超聲清洗；第二步，將處理后的襯底材料1放入真空腔室4的樣品架5上固定；第三步，稱量CdSe粉末2置于蒸發(fā)源3內(nèi)；第四步，關(guān)閉真空腔室4，對系統(tǒng)抽真空至1.1×10^-4Pa以下；第五步，打開樣品架控制按鈕，設(shè)置樣品架5轉(zhuǎn)速，樣品架5轉(zhuǎn)速為8r/min；第六步，關(guān)閉鍍膜機真空腔閘板閥，打開蒸發(fā)電源開關(guān)，調(diào)節(jié)蒸發(fā)電流到設(shè)定值70A；第七步，蒸鍍計時至預(yù)設(shè)時間8分鐘，關(guān)閉蒸發(fā)電源開關(guān)，停止蒸鍍；第八步，打開真空腔閘板閥，將腔室內(nèi)為沉積的CdSe分子抽走，關(guān)機取出樣品；第九步，將制備完成CdSe薄膜樣品置于真空退火爐中進行退火后，取出樣品，所述退火時間為1.5h，退火溫度為400℃，通過輔助設(shè)備將樣品進行表征，輔助設(shè)備為X射線衍射儀。

實施例2