[發明專利]一種鹵素摻雜ZnMgO薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201710165933.X
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106927688A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 戴英;樂志凱;李毛勸;裴新美;陳文
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C03C17/00
• 分類號: C03C17/00;C01G9/00;H01L41/18;H01L41/37;H01L41/39
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 唐萬榮

1.一種鹵素摻雜ZnMgO薄膜，其特征在于由如下步驟得到：

(1)將襯底分別浸入丙酮、無水乙醇、去離子水中，然后用超聲清洗機超聲15～35min并用紅外燈烘干；所述襯底為Si片或者石英玻璃片；

(2)將二水乙酸鋅及鎂源加入溶劑中，所述溶劑為乙二醇甲醚或正丙醇，穩定劑采用乙醇胺，在55～80℃下攪拌1～2h，得到溶液；然后將NH₄X或NaX加入溶液中，其中X代表鹵素，在55～80℃下攪拌2～3h，得到溶膠；

(3)將步驟(1)中處理過的襯底放置甩膠機的臺子上，將步驟(2)中的溶膠使用甩膠機，然后在2000～5000rpm速率下旋轉30s～60s，使得溶膠在襯底上均勻分布，并在150～300℃下將溶膠烘干；

(4)然后帶有溶膠的襯底放置甩膠機的臺子上，將步驟(2)中的溶膠使用甩膠機，2000～5000rpm速率下旋轉30s～60s，使得溶膠在襯底上均勻分布，150～300℃下將溶膠烘干；多次循環本步驟，得到生長有薄膜的襯底；

(5)將步驟(4)中生長有薄膜的襯底放入熱處理爐中退火，退火溫度為400～700℃，保溫時間為0.5～3h；然后冷卻至室溫，得到鹵素摻雜ZnMgO薄膜。

2.一種鹵素摻雜ZnMgO薄膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)將襯底分別浸入丙酮、無水乙醇、去離子水中，然后用超聲清洗機超聲15～35min并用紅外燈烘干；所述襯底為Si片或者石英玻璃片；

(2)將二水乙酸鋅及鎂源加入溶劑中，所述溶劑為乙二醇甲醚或正丙醇，穩定劑采用乙醇胺，在55～80℃下攪拌1～2h，得到溶液；然后將NH₄X或NaX加入溶液中，其中X代表鹵素，在55～80℃下攪拌2～3h，得到溶膠；

(3)將步驟(1)中處理過的襯底放置甩膠機的臺子上，將步驟(2)中的溶膠使用甩膠機，然后在2000～5000rpm速率下旋轉30s～60s，使得溶膠在襯底上均勻分布，并在150～300℃下將溶膠烘干；

(4)然后帶有溶膠的襯底放置甩膠機的臺子上，將步驟(2)中的溶膠使用甩膠機，2000～5000rpm速率下旋轉30s～60s，使得溶膠在襯底上均勻分布，150～300℃下將溶膠烘干；多次循環本步驟，得到生長有薄膜的襯底；

(5)將步驟(4)中生長有薄膜的襯底放入熱處理爐中退火，退火溫度為400～700℃，保溫時間為0.5～3h；然后冷卻至室溫，得到鹵素摻雜ZnMgO薄膜。

3.根據權利要求2所述的一種鹵素摻雜ZnMgO薄膜的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中，按通式Zn_1-mMg_mO:nX；其中X代表鹵素，m的取值范圍是0.05～0.3，n的取值范圍是0.01～0.3，選取二水乙酸鋅、鎂源、和NH₄X或NaX中一種；按溶膠中Zn²⁺、Mg²⁺濃度[Zn²⁺+Mg²⁺]:乙醇胺(MEA)的摩爾濃度比＝0.99-1.01，選取乙醇胺(MEA)；按二水乙酸鋅、乙二醇甲醚作為溶質與溶劑配置濃度為0.1～0.5mol/L，選取乙二醇甲醚。

4.根據權利要求2或3所述的一種鹵素摻雜ZnMgO薄膜的制備方法，其特征在于：鎂源為四水乙酸鎂、氯化鎂中的一種。

5.根據權利要求2或3所述的一種鹵素摻雜ZnMgO薄膜的制備方法，其特征在于：X為F、Cl、Br、I中的一種。

6.根據權利要求2所述的一種鹵素摻雜ZnMgO薄膜的制備方法，其特征在于：所制備的鹵素摻雜ZnMgO薄膜的厚度為200nm～800nm。