[發明專利]一種基于乙酰丙酮銀制備Ag2

有效

• 申請號: 201911137327.2
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN112899646B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 盧維爾;明帥強;夏洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: C23C16/30
• 分類號: C23C16/30;C23C16/455;C23C16/52;C23C16/02
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 房德權

本發明公開了一種基于乙酰丙酮銀制備Ag₂S薄膜的方法，通過將硅襯底放置于原子層沉積的反應腔室中，將所述反應腔室抽真空；將乙酰丙酮銀與硫粉分別裝入原子層沉積設備的固態源加熱源瓶內，分別加熱所述固態源加熱源瓶至第一溫度與第二溫度，獲得乙酰丙酮銀蒸汽和硫粉蒸汽；根據第一脈沖時間將乙酰丙酮銀蒸汽通入所述反應腔室，用氮氣以第一清洗時間清洗所述反應腔室；根據第二脈沖時間將硫粉蒸汽通入所述反應腔室，用所述氮氣以第二清洗時間清洗所述反應腔室；所述乙酰丙酮銀蒸汽與所述硫粉蒸汽在所述反應腔室中進行原子層沉積，獲得第一厚度的硫化銀薄膜。達到了硫化銀薄膜厚度在單原子層量級的精確可控，能夠適合大規模生產的技術效果。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種基于乙酰丙酮銀制備Ag₂S薄膜的方法。

背景技術

在傳統材料中，金屬材料和合金具有室溫延展性，金屬鍵在外力作用下可以產生塑性形變。而無機半導體材料和陶瓷絕緣材料通常都屬于脆性材料。而近期有研究表明硫化銀是一種在室溫條件下具有類似金屬的優異延展性的無機半導體材料。其具有不同于常規無機半導體材料的力學性能，特別是擁有良好的可延展性及彎曲性，有望在柔性電子學領域獲得廣泛應用。α-Ag₂S 材料的優異延展性主要是源于其本征的結構和化學鍵。滿足延展性的條件主要有兩點：(1)可以實現原子、缺陷或者界面沿特定晶面的滑移(具有較小的滑移能壘EB)；(2)滑移面內具有相對強的原子間作用力以保證材料的完整性(具有較大的分裂能級Ec)。綜合來看，α-Ag₂S具有很小的滑移勢壘和較大的分裂能級，使得它具有優異的延展性。

目前而言，硫化銀體相材料主要通過鑄錠澆注法和放電等離子燒結法制備獲得；而硫化銀薄膜材料主要通過量子點膠體溶液旋涂得到，但這些制備方法并不適合半導體工業生產。

由于現有技術中存在無法精確控制硫化銀薄膜的厚度，同時無法大規模生產硫化銀薄膜的技術問題。

發明內容

本發明實施例提供了一種基于乙酰丙酮銀制備Ag₂S薄膜的方法，用以解決現有技術中存在無法精確控制硫化銀薄膜的厚度，同時無法大規模生產硫化銀薄膜的技術問題，達到了硫化銀薄膜維持良好的三維保形性，薄膜厚度在單原子層量級的精確可控，操作簡單，能夠與現有的半導體生產線兼容，又能夠適合大規模生產的技術效果。

為了解決上述問題，本發明實施例提供了一種基于乙酰丙酮銀制備Ag₂S 薄膜的方法，所述方法包括：將硅襯底放置于原子層沉積的反應腔室中，將所述反應腔室抽真空且分別對基底、所述反應腔室、管路加熱至指定溫度；將乙酰丙酮銀與硫粉分別裝入原子層沉積設備的固態源加熱源瓶內，分別加熱所述固態源加熱源瓶至第一溫度與第二溫度，獲得乙酰丙酮銀蒸汽和硫粉蒸汽；根據第一脈沖時間將所述乙酰丙酮銀蒸汽通入所述反應腔室，用氮氣以第一清洗時間清洗所述反應腔室；根據第二脈沖時間將所述硫粉蒸汽通入所述反應腔室，用所述氮氣以第二清洗時間清洗所述反應腔室；所述乙酰丙酮銀蒸汽與所述硫粉蒸汽在所述反應腔室中進行原子層沉積，獲得第一厚度的硫化銀薄膜。

優選地，所述乙酰丙酮銀蒸汽與所述硫粉蒸汽在所述反應腔室中進行原子層沉積，獲得第一厚度的硫化銀薄膜后，還包括：循環執行200～800個所述乙酰丙酮銀蒸汽與所述硫粉蒸汽在所述反應腔室中進行原子層沉積，獲得 200～800倍第一厚度的硫化銀薄膜。

優選地，所述基底、所述反應腔室、所述管路的加熱溫度范圍均為100℃～200℃。

優選地，所述第一溫度為90～100℃，所述第二溫度為110～120℃。

優選地，所述第一脈沖時間的范圍為0.5～2S。

優選地，所述第一清洗時間20～60S。

優選地，所述第二脈沖時間的范圍為1-4S。

優選地，所述第二清洗時間20～60S。