[發(fā)明專利]一種脈沖式快速熱處理半導體薄膜表面的方法

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• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107331615A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 畢金蓮;敖建平;高青;張照景;孫國忠;周志強;何青;張毅;孫云
• 申請（專利權(quán)）人: 南開大學
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324
• 代理公司: 天津耀達律師事務所12223
• 代理人: 侯力

1.一種脈沖式快速熱處理半導體薄膜表面的方法，其特征在于：在襯底溫度為20℃～400℃范圍條件下，在真空腔室內(nèi)，采用脈沖式快速熱處理方法對不同襯底上的半導體薄膜進行表面處理，熱處理過程中的升溫速率為100～300℃/s，半導體薄膜表面處理的深度在100nm以下，快速熱處理半導體薄膜表面溫度為500℃～1000℃。

2.按照權(quán)利要求1所述的脈沖式快速熱處理半導體薄膜表面的方法，其特征在于：所述的表面處理方法用于表面硒化、表面硫化、表面鈍化或表面摻雜。

3.按照權(quán)利要求1所述的脈沖式快速熱處理半導體薄膜表面的方法，其特征在于：所述的半導體薄膜厚度為1.5um～2.5um。

4.按照權(quán)利要求1所述的脈沖式快速熱處理半導體薄膜表面的方法，其特征在于：所述的襯底材料為玻璃襯底，不銹鋼襯底，聚酰亞胺襯底，Mo襯底及其他金屬襯底。

5.按照權(quán)利要求1所述的脈沖式快速熱處理半導體薄膜表面的方法，其特征在于：所述的半導體材料包括I-III-VI族半導體材料Cu(In,Ga)Se₂、CuInSe₂、CuGaSe₂、CuAlSe₂、CuAlInSe₂、CuAlGaSe₂、CuInS₂、CuGaS₂、CuAlS₂、CuAlInS₂、CuAlGaS₂、CuInSSe、CuGaSSe、CuAlSSe、CuAlInSSe、CuAlGaSSe；I-II-IV-VI族半導體材料包括Cu₂ZnSnS₄、Cu₂ZnSnSe₄、Ag₂ZnSnS₄、Ag₂ZnSnSe₄、Cu₂CdSnS₄、Cu₂CdSnSe₄、Cu₂ZnGeS₄、Cu₂ZnGeSe₄、Ag₂CdSnS₄、Ag₂CdSnSe₄、Ag₂ZnGeS₄、Ag₂ZnGeSe₄；III-V族半導體材料包括GaAs、Cd₃As₂、AlAs、Bi₂Te₃、SiC、InP、GaN、以及單晶Si、多晶Si、非晶Si、和納米晶硅材料。

6.按照權(quán)利要求1所述的脈沖式快速熱處理半導體薄膜表面的方法，其特征在于：脈沖式快速熱處理采用瞬間變化的、間歇式的和周期性重復的熱處理方法。

7.按照權(quán)利要求2所述的脈沖式快速熱處理半導體薄膜表面的方法，其特征在于：所述的表面硒化處理是以固態(tài)Se或H₂Se提供Se氣氛對樣品進行硒化以消除薄膜表面Se空位缺陷的過程，所述的表面硫化是以固態(tài)S或含S化合物為S源提供含S氣氛對樣品進行硫化以提高薄膜表面帶隙、消除表面缺陷的過程，所述的表面鈍化是在含H、O、S、Se的氣氛中對樣品進行處理，消除半導體薄膜表面懸掛鍵的過程，所述的表面摻雜是在半導體薄膜表面摻雜微量I、III、IV、V族元素以提高半導體導電能力的過程。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脈沖式快速熱處理半導體薄膜表面的方法，其特征在于：所述的脈沖式快速熱處理方法中，每個脈沖周期內(nèi)，脈沖持續(xù)時間，即熱處理時間，為1～60s。