[發(fā)明專(zhuān)利]一種IV-VI族半導(dǎo)體薄膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011554008.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112687801B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾祥斌;肖永紅;胡一說(shuō);陸晶晶;王文照;王士博;周宇飛;王君豪;王曦雅;張茂發(fā);陳鐸
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L51/42
• 分類(lèi)號(hào): H01L51/42;H01L51/00;H01L51/48
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 李智

本發(fā)明公開(kāi)了一種IV?VI族半導(dǎo)體薄膜及其制備方法，屬于半導(dǎo)體薄膜制備領(lǐng)域，所述方法包括：將A和B混合后加入C溶液得到前驅(qū)體溶液，A為醋酸鉛或者氯化鉛，B為硫脲或者硒脲，C為二甲基甲酰胺；將所述前驅(qū)體溶液旋涂在襯底上，烘干得到前驅(qū)體溶質(zhì)；用紅外激光器照射所述前驅(qū)體溶質(zhì)，所述紅外激光器輸出功率為15W～18W、掃描速度為5～20mm/s、線(xiàn)間距為0.01～0.1mm，照射在真空環(huán)境或者惰性氣氛下進(jìn)行，得到IV?VI族半導(dǎo)體薄膜。本發(fā)明采用的激光合成制備IV?VI族半導(dǎo)體薄膜，其工藝流程簡(jiǎn)單、所得薄膜形狀可控，能在柔性襯底上直接成膜，可以在短時(shí)間內(nèi)獲得高質(zhì)量的IV?VI族半導(dǎo)體薄膜，適合于大批量生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體薄膜制備領(lǐng)域，更具體地，涉及一種IV-VI族半導(dǎo)體薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)

常見(jiàn)的IV-VI族半導(dǎo)體材料(如PbS、PbSe)具有較大的波爾激子半徑，屬于NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)。通常具有非常大的介電常數(shù)，因此具有較強(qiáng)的靜電屏蔽，從而使其具有較長(zhǎng)的載流子壽命。IV-VI族半導(dǎo)體基紅外探測(cè)器以其探測(cè)率高、放大電路簡(jiǎn)單、阻值適中、可在室溫下工作的良好性?xún)r(jià)比，在紅外波段具有不可替代性。

目前制備IV-VI族半導(dǎo)體薄膜的方法主要有化學(xué)浴沉積法、真空蒸發(fā)法、磁控濺射法等。化學(xué)浴沉積法設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉，但需精確控制的參數(shù)很多，且反應(yīng)的副產(chǎn)物很多；真空蒸發(fā)法所得薄膜純度高、成膜速率高，但薄膜的結(jié)晶性較差及與基底的粘附性較差；磁控濺射法所制備的薄膜幾乎無(wú)雜質(zhì)、薄膜結(jié)晶性好，但靶材利用率低且等離子體不穩(wěn)定易于導(dǎo)致所制備的薄膜晶粒及形貌不穩(wěn)定，不利于大批量生產(chǎn)。

由此可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)存在不能在保證薄膜質(zhì)量較高的前提下大批量生產(chǎn)的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種IV-VI族半導(dǎo)體薄膜及其制備方法，其目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在不能在保證薄膜質(zhì)量較高的前提下大批量生產(chǎn)的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種IV-VI族半導(dǎo)體薄膜的制備方法，包括：

(1)將A和B混合后加入C溶液得到前驅(qū)體溶液，A為醋酸鉛或者氯化鉛，B為硫脲或者硒脲，C為二甲基甲酰胺；

(2)將所述前驅(qū)體溶液旋涂在襯底上，烘干得到前驅(qū)體溶質(zhì)；

(3)用紅外激光器照射所述前驅(qū)體溶質(zhì)，所述紅外激光器輸出功率為15W～18W、掃描速度為5～20mm/s、線(xiàn)間距為0.01～0.1mm，照射在真空環(huán)境或者惰性氣氛下進(jìn)行，得到IV-VI族半導(dǎo)體薄膜。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)包括：

將A和B混合后加入C溶液，密閉磁力攪拌1～2小時(shí)、反應(yīng)溫度為40℃～80℃、磁力攪拌轉(zhuǎn)速為1000～1800rpm，得到前驅(qū)體溶液；其中，A為醋酸鉛或者氯化鉛，B為硫脲或者硒脲，C為二甲基甲酰胺。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)包括：

用移液槍吸取100ul～200ul的前驅(qū)體溶液滴在襯底上，用1500～3000rpm的轉(zhuǎn)速旋涂30～60s，在50～100℃下烘干1～5min，得到前驅(qū)體溶質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述紅外激光器為固體紅外激光器或光纖紅外激光器。

進(jìn)一步地，所述紅外激光器的掃描方式為線(xiàn)掃描或面掃描。

進(jìn)一步地，所述襯底為SiO₂/Si、陶瓷片、或聚酰亞胺。

進(jìn)一步地，所述襯底為SiO₂/Si時(shí)，所述SiO₂/Si基片的氧化層厚度為50nm～300nm。

按照本發(fā)明的另一面，提供了一種IV-VI族半導(dǎo)體薄膜，所述IV-VI族半導(dǎo)體薄膜由上述的方法制備得到。