[發明專利]一種AZO材料納米電阻薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202011491926.7
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112663023A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 王玉漫;劉術林;閆保軍;張斌婷;谷建雨;姚文靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: C23C16/40
• 分類號: C23C16/40;C23C16/455;C23C16/56
• 代理公司: 暫無信息
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本發明公開了一種AZO材料納米電阻薄膜及其制備方法，屬于器件材料領域，10⁴～10¹⁰Ω*cm的納米電阻薄膜在微通道板，單通道電子倍增，漂移管，電荷消散排放等領域有著廣泛的應用，但AZO材料在此電阻率區間時Zn含量區間(70％～73％)很窄而難以調控。通過如下步驟：1)將器件基底放入反應腔室進行抽真空，并對反應腔室進行加熱并保持溫度；2)設定Al₂O₃和ZnO的原子層沉積工藝；3)運用大循環嵌套小循環的方式設定摻雜工藝的Al₂O₃和ZnO的原子層排列順序進行生長；4)設定反應腔室溫度對薄膜進行退火處理。在此工藝上AZO材料可在10^?1～10¹⁰Ω*cm區間去調控優化薄膜。

技術領域

本發明屬于器件材料領域，涉及一種AZO材料高電阻薄膜。

背景技術

原子層沉積技術是一種前驅體氣體和反應氣體速率可控的交替進入基底，在其表面發生物理和化學吸附或表面飽和反應，將物質以單原子膜的形式一層一層沉積在基底表面的技術。基于自限制反應，原子層沉積技術可以生產出連續的無針孔薄膜，具有出色的臺階覆蓋率，并且可以控制原子級膜的厚度和組成。Al₂O₃和ZnO的原子層沉積技術已非常成熟，且前驅源材料TMA和DEZ相對其它前驅源廉價。

電阻率在10⁴～10¹⁰Ω*cm的納米電阻薄膜在很多領域都有廣泛的應用，如微通道板(MCP)領域，單通道電子倍增器(CEM)領域，漂移管領域，電荷消散排放領域等。

目前的技術有以下缺點：

開發成熟的電阻薄膜只有W-Al₂O₃和Mo-Al₂O₃兩種，但生長W或Mo的原子層沉積的前驅源WF₆或MoF₆會對環境產生嚴重污染并且具有強腐蝕性，管道必須高耐腐蝕，因此對于原子層沉積設備的要求很高，薄膜的制備價格因此高昂。

電阻率在10⁴～10¹⁰Ω*cm時，AZO材料Zn含量區間(70％～73％)很窄而難以調控。如圖2所示。

發明內容

本發明針對上述問題，提出了一種AZO材料納米電阻薄膜及其制備方法。

本發明的技術方案如下：一種AZO材料納米電阻薄膜的制備方法，包括以下步驟：

1.將器件基底放入反應腔室進行抽真空，并對反應腔室進行加熱并保持溫度；

2.設定Al₂O₃和ZnO的原子層沉積工藝；

3.運用大循環嵌套小循環的方式設定摻雜工藝的Al₂O₃和ZnO的原子層排列順序，使得原子層生長工藝總次數滿足100到1000區間范圍進行生長。

4.設定反應腔室溫度對薄膜進行退火處理。

進一步地，步驟1中所述的對反應腔室進行加熱并保持溫度為50～300℃。

進一步地，步驟2中所述的Al₂O₃，通過TMA(三甲基鋁)和水蒸氣反應生成，原子層沉積生長一層Al₂O₃原子層的通氣時間和順序：

TMA/N₂/H₂O/N₂＝100～1000ms/5～45s/100～1000ms/5～45s。