专利名称：：一种铟铝共掺的低阻p型二氧化锡薄膜材料及其制造方法
技术领域：
：本发明涉及一种低阻P型透明导电金属氧化物半导体薄膜及其制造方法，特别涉及一种铟铝共掺的低阻P型二氧化锡薄膜材料及其制造方法。
背景技术：
：中国发明专利GN03141558.X提供一种P型铟锡氧化物的制备方法，制成P型掺铟的二氧化锡透明导电蹿膜，其缺点是在摻铟的二氧化锡中存在晶格畸变，导致空穴迁移率大幅下降，使得制成的薄膜的电阻率难以进一步降低，制约该薄膜导电性能的提高。
发明内容本发明的目的在于提供一种铟铝共掺的低阻P型二氣化锡薄膜材料及其制造方法，即制成铟铝共掺的二氧化锡透明导电薄膜材料，利用铟、铝离子半径与锡离子半径之间的相互关系，使该导电薄膜的晶格畸变减小，载流子迁移率提高，电阻率降低，由此改善P型二氣化锡透明导电薄膜电学性能。一种铟铝共掺的低阻P型二氧化锡薄膜材料，其特征在于该薄膜材料的分子通式为AIJnySn,-x-y02，其中X的取值范围为0.070.12，y的取值范围为0.150.26,且满足0.40《X/y《0.50。一种制造铟铝共掺的低阻P型二氣化锡薄膜材料的方法，其特征是采用下列工艺步骤1)以纯度皆为99.9將的锡、铟、铝为原料，用真空融炼法制作铟铝锡三元合金磁控溅射靶材，靶材的分子通式为AlxlnySrvx-y，其中X的取值范围为0.070.12，y的取值范围为0.150.26，两者之比满足0.40《X/y《0.50;2)取上述靶材，按常规直流磁控溅射工艺，在普通玻璃上沉积铟铝锡合金薄膜；3)将上述合金薄膜置于空气或氧气中，在400。C55(TC的情况下热氧化1-2小吋，形成铟铝共掺的P型二氧化锡薄膜材料。表1为图1所示的单独掺铟的二氧化锡薄膜和铟铝共摻二氧化锡薄膜的霍尔效应测试结果单独惨铟的二氧化锡薄膜的电阻率为420Q.cm，而迁移率很低，仅为0.00373cm2V—1S—1;铝铟共掺的二氧化锡薄膜的电阻率为8.45acm，远比单独掺铟的二氧化锡薄膜的电阻率小，而迁移率却比单独掺铟时高2个数量级，为0.37cm2V—'S—1。可见同时掺入离子半径比锡离子大的铟离子和离子半径比锡离子小的铝离子，确实可以有效提高空穴的迁移率，显著降低P型二氧化锡薄膜的电阻率。表1掺铟、铝铟共掺二氧化锡薄膜的电学性能<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>同现有技术比较，本发明的优点是薄膜晶格畸变小，空穴迁移率大幅度提高，电阻率大大下降。图1为纯二氧化锡、掺铟二氧化锡、掺铝二氧化锡、铟铝共掺二氧化锡薄膜的X射线衍射图。在图1中，铟铝共掺二氧化锡薄膜的衍射峰的位置与纯二氧化锡薄膜的相差很小，表明其晶格畸变很小。具体实施例方式实施例11)以纯度皆为99.99%的锡、铟、铝为原料，用真空融炼法制作铟铝锡三元合金磁控溅射靶材，靶材半径75cm，厚度4mm，靶材的分子通式为Al0.07lno.16Sn0.77;2)取上述靶材，按常规直流磁控溅射工艺，在普通玻璃上沉积铟铝锡合金薄膜；溅射电压为400V，溅射电流为50mA，沉积时间为15min，工作气体为高纯氩气；3)将上述合金薄膜置于空气或氧气中，在40(TC的情况下热氧化1小时，形成铟铝共掺的P型二氧化锡薄膜材料。霍尔效应测试表明，该薄膜的空穴浓度为6.5x1017arf3，迁移率为0.0682cmVS—1，电阻率为141.4Q.cm。实施例21)以纯度皆为99.99%的锡、铟、铝为原料，用真空融炼法制作铟铝锡三元合金磁控溅射靶材，靶材半径75cm，厚度4mm，耙材的分子通式为AIo.091n。.20Sri0.71;2)取上述靶材，按常规直流磁控溅射工艺，在普通玻璃上沉积铟铝锡合金薄膜；溅射电压为400V，溅射电流为50mA，沉积时间为15min，工作气体为高纯氩气；3)将上述合金薄膜置于空气或氧气中，在50CTC的情况下热氧化2小时，形成铟铝共掺的P型二氧化锡薄膜材料。霍尔效应测试表明，该薄膜的空穴浓度为6.43x10"cm—3，迁移率为0.37cmW，电阻率为2.62Q.cm。实施例31)以纯度皆为99.99%的锡、铟、铝为原料，用真空融炼法制作铟铝锡三元合金磁控溅射靶材，靶材半径75cm，厚度4mm，耙材的分子通式为AIo121n。.27Srio.6i;2)取上述靶材，按常规直流磁控溅射工艺，在普通玻璃上沉积铟铝锡合金薄膜；溅射电压为400V，溅射电流为50mA，沉积时间为15min，工作气体为高纯氩气；3)将上述合金薄膜置于空气或氧气中，在45(TC的情况下热氧化1.5小时，形成铟铝共掺的P型二氧化锡薄膜材料。霍尔效应测试表明，该薄膜的空穴浓度为5.23x1018cm—3，迁移率为0.133cmW,电阻率为8.99Q.cm。权利要求1.一种铟铝共掺的低阻P型二氧化锡薄膜材料，其特征在于该薄膜材料的分子通式为AlxInySn1-x-yO2，其中X的取值范围为0.07～0.12，y的取值范围为0.15-0.26，且满足0.40≤X/y≤0.50。2.—种制造权利要求1所述材料的方法，其特征是采用下列工艺步骤1)以纯度皆为99.99%的锡、铟、铝为原料，用真空融炼法制作铟铝锡三元合金磁控溅射靶材，靶材的分子通式为ALInySn—y，其中X的取值范围为0.070.12，y的取值范围为O.150.26，两者之比满足0.40《X/y《0.50;2)取上述靶材，按常规直流磁控溅射工艺，在普通玻璃上沉积铟铝锡合金薄膜；3)将上述合金薄膜置于空气或氧气中，在40(TC55(TC的情况下热氧化1-2小时，形成铟铝共掺的P型二氧化锡薄膜材料。全文摘要一种铟铝共掺的低阻P型二氧化锡薄膜材料，其特征在于该薄膜材料的分子通式为Al<sub>x</sub>In<sub>y</sub>Sn<sub>1-x-y</sub>O<sub>2</sub>，其中X的取值范围为0.07～0.12，y的取值范围为0.15～0.26，且满足0.40≤X/y≤0.50；制造该薄膜材料采用下列工艺步骤先用真空熔炼法制作铟铝锡合金靶材，然后用直流磁控溅射技术在玻璃衬底上沉积铟铝锡合金薄膜，再将沉积的合金膜在空气或氧气气氛中高温热氧化，从而获得低阻P型透明导电的二氧化锡薄膜材料。同现有技术比较，本发明的优点是薄膜晶格畸变小，空穴迁移率大幅度提高，电阻率大大下降。文档编号H01L21/02GK101104548SQ20071006766公开日2008年1月16日申请日期2007年3月28日优先权日2007年3月28日发明者季振国,黄奕仙申请人:杭州电子科技大学