[發明專利]氮摻雜p型透明導電BeZnOS薄膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010947157.0
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112195438B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 何云斌;汪洋;黎明鍇;李磊;盧寅梅;尹魏玲;李派;常鋼;陳俊年;尹向陽;郭啟利;李永昌
• 申請（專利權）人: 湖北大學;廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/28;C23C14/58
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種氮摻雜p型透明導電BeZnOS薄膜的制備方法，其特征在于，包括：

S1、制備BeZnOS陶瓷靶材；

S2、提供一襯底，將所述襯底置于脈沖激光沉積系統真空腔體中，向真空腔體中通入一氧化氮氣體，利用BeZnOS陶瓷靶材，采用脈沖激光燒蝕沉積的方法在襯底上進行氮摻雜的BeZnOS薄膜的生長；

S3、在一氧化氮的氣氛下，對得到的氮摻雜的BeZnOS薄膜進行退火，即得氮摻雜p型透明導電BeZnOS薄膜；

其中，BeZnOS陶瓷靶材的制備方法包括：

稱取摩爾比為94:6的ZnS和BeO粉末置于球磨罐中，然后加入粉末總質量60％的去離子水進行球磨8小時，再將球磨后的粉末放入真空干燥箱中進行干燥處理，得到干燥的混合粉末，具體的干燥溫度為120℃，干燥時間為8小時；

然后向干燥的混合粉末中加入粉末總質量3％的無水乙醇，研磨攪拌均勻，并在壓片機中于壓力為4MPa下壓制成陶瓷胚片，陶瓷胚片的厚度為3mm；

以ZnS為除氧劑，以氬氣為保護氣體，在真空管式爐中，于溫度為1200℃對BeZnOS陶瓷胚片進行燒結即得BeZnOS陶瓷靶材；

其中，襯底為c面藍寶石襯底；步驟S2具體為：對襯底依次用丙酮、無水乙醇、去離子水清洗15分鐘，之后用高純氮氣吹干，得到干凈的襯底并放入脈沖激光沉積系統真空腔體中并抽真空至1×10^-4Pa，將襯底加熱到400℃并通入一氧化氮氣體于真空腔體中，調節生長室氣壓為7Pa，利用BeZnOS陶瓷靶材，采用脈沖激光燒蝕沉積的方法在襯底上進行氮摻雜的BeZnOS薄膜的生長；步驟S3中退火溫度為550℃；

或者，BeZnOS陶瓷靶材的制備方法包括：

稱取摩爾比為94:6的ZnS和BeO粉末置于球磨罐中，然后加入粉末總質量70％的去離子水進行球磨10小時，再將球磨后的粉末放入真空干燥箱中進行干燥處理，得到干燥的混合粉末，具體的干燥溫度為120℃，干燥時間為8小時；

然后向干燥的混合粉末中加入粉末總質量3％的無水乙醇，研磨攪拌均勻，并在壓片機中于壓力為4MPa下壓制成陶瓷胚片，陶瓷胚片的厚度為2mm；

以ZnS為除氧劑，以氬氣為保護氣體，在真空管式爐中，于溫度為1250℃對BeZnOS陶瓷胚片進行燒結即得BeZnOS陶瓷靶材；

其中，襯底為c面藍寶石襯底；步驟S2具體為：對襯底依次用丙酮、無水乙醇、去離子水清洗15分鐘，之后用高純氮氣吹干，得到干凈的襯底并放入脈沖激光沉積系統真空腔體中并抽真空至1×10^-4Pa，將襯底加熱到400℃并通入一氧化氮氣體于真空腔體中，調節生長室氣壓為7Pa，利用BeZnOS陶瓷靶材，采用脈沖激光燒蝕沉積的方法在襯底上進行氮摻雜的BeZnOS薄膜的生長；步驟S3中退火溫度為600℃。

2.一種氮摻雜p型透明導電BeZnOS薄膜，其特征在于，采用如權利要求1所述的制備方法制備得到。

3.一種如權利要求2所述的氮摻雜p型透明導電BeZnOS薄膜在制備ZnO光電子器件的空穴傳輸層中的應用。