[發明專利]一種硒化亞錫p型半導體薄膜及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210254539.4
• 申請日: 2022-03-15
• 公開（公告）號: CN114645257A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 潘鋒;梁軍
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 李小焦;彭家恩

1.一種硒化亞錫p型半導體薄膜的制備方法，其特征在于：包括采用磁控濺射，在襯底上沉積硒化亞錫膜層；對沉積硒化亞錫膜層的襯底進行氯化物溶液處理，獲得表面覆蓋氯化物的硒化亞錫膜層；然后，在真空或惰性氣氛或弱還原氣氛下，100-600℃加熱10～60分鐘，冷卻到室溫，即獲得所述硒化亞錫p型半導體薄膜；

所述氯化物為氯化亞錫、氯化鎘、氯化鎂、氯化釕、氯化鈮、氯化鉭、氯化鈣、氯化鋅、氯化鈀、氯化銠、氯化錫、氯化銦、氯化銅和氯化鋇中的至少一種；

所述氯化物溶液處理包括，將沉積硒化亞錫膜層的襯底浸泡到氯化物溶液中；或者，將氯化物溶液涂覆在硒化亞錫膜層表面。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述氯化物溶液處理中，在將沉積硒化亞錫膜層的襯底浸泡到氯化物溶液之前，還包括對沉積硒化亞錫膜層的襯底進行UV輻照處理；優選的，浸泡條件為50-60℃浸泡10-20分鐘。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述氯化物溶液處理中，將氯化物溶液涂覆在硒化亞錫膜層表面后，還包括，加熱去除溶劑；

優選的，所述涂覆的方式為涂抹或噴涂。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述磁控濺射的條件為，濺射腔壓強0.1～10Pa，濺射腔氣氛為氬氣、氮氣或氬氫混合氣，襯底溫度為10～500℃，濺射功率為0.01～10W/cm²，沉積速率為0.1～500nm/min，濺射時間為0.01～5小時。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述氯化物溶液的溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酮、冰醋酸和四氫呋喃中的至少一種。

6.根據權利要求1-5任一項所述的制備方法，其特征在于：還包括，在磁控濺射硒化亞錫膜層之前，預先在襯底上制備二氧化硅層；然后，在二氧化硅層表面磁控濺射硒化亞錫膜層。

7.根據權利要求1-5任一項所述的制備方法，其特征在于：所述襯底為玻璃、導電玻璃、柔性襯底、石英片和藍寶石中的至少一種；

優選的，所述弱還原氣氛為H₂和Ar的混合氣，其中，H₂占混合氣體積的1％～20％。

8.根據權利要求1-7任一項所述的制備方法制備的硒化亞錫p型半導體薄膜。

9.根據權利要求8所述的硒化亞錫p型半導體薄膜，其特征在于：硒化亞錫膜層的厚度為10-1000nm。

10.根據權利要求8或9所述的硒化亞錫p型半導體薄膜在薄膜太陽能電池、探測器、薄膜晶體管或顯示器中的應用。