m，Au :20nm ;
[0193] (10)用丙酮和去离子水清洗步骤（9)中得到的样品，并用干燥的N2吹干，得到 p-Si/n_ZnSnN2 异质结。
[0194] (11)对P-SiAi-ZnSnN2异质结进行热处理，所述热处理的条件为：氮气气氛下， 350°C 下保温 180min。
[0195] 实施例9
[0196] (1)将P〈0. 0015 Ω cm的p型单抛硅片切为1. 5*1. 5cm2的样品硅片，并清洗烘干；
[0197] (2)在p型Si上沉积ZnSnN2。室温下溅射，设定本底真空度为6 X 10 4Pa。在真 空条件下采用磁控溅射方法，溅射功率为120W，工作气压为2. OPa，用N离子轰击阴极锌锡 合金祀材，使得祀材原子派射并与N离子反应生成ZnSnN2, ZnSnN2厚度为120nm。
[0198] (3)在样品ZnSnN2表面旋涂一层光刻胶，形成第一掩膜；
[0199] (4)利用紫外光刻第一掩膜；
[0200] (5)利用腐蚀液腐蚀未被光刻胶保护的ZnSnN2，得到的ZnSnN2横截面圆的直径为 300 μ m〇
[0201] (6)利用丙酮和去离子水清洗步骤（5)残留的光刻胶；
[0202] (7)在Si-ZnSnN2复合体表面旋涂一层光刻胶，形成第二掩膜；
[0203] (8)利用紫外光刻第二掩膜，在p型Si表面形成环形窗口，同时在ZnSnN2半导体 层上形成圆形窗口，环形窗口将2]13111'1 2半导体层围设在其内圆环中；
[0204] (9)室温下利用电子束蒸发设备蒸发金属蒸发料，在步骤（8)得到的环形窗口和 直径为70 ym的圆形窗口上沉积Ni/Au电极，沉积厚度为Ni :50nm，Au :20nm ;
[0205] (10)用丙酮和去离子水清洗步骤（9)中得到的样品，并用干燥的N2吹干，得到 p-Si/n_ZnSnN2 异质结。
[0206] (11)对P-SiAi-ZnSnN2异质结进行热处理，所述热处理的条件为：氮气气氛下， 350°C 下保温 180min。
[0207] 实施例10
[0208] (1)将P〈0· 0015 Ω cm的p型单抛硅片切为L 5*1. 5cm2的样品硅片，并清洗烘干；
[0209] (2)在p型Si上沉积ZnSnN2。室温下溅射，设定本底真空度为6 X 10 4Pa。在真空 条件下采用磁控溅射方法，溅射功率为180W，工作气压为2. OPa，用N离子轰击阴极锌锡合 金靶材，使得靶材原子溅射并与N离子反应生成ZnSnN2, ZnSnN2厚度为120nm。
[0210] (3)在样品ZnSnN2表面旋涂一层光刻胶，形成第一掩膜；
[0211] (4)利用紫外光刻第一掩膜；
[0212] (5)利用腐蚀液腐蚀未被光刻胶保护的ZnSnN2，得到的ZnSnN2横截面圆的直径为 100 μ m〇
[0213] (6)利用丙酮和去离子水清洗步骤（5)残留的光刻胶；
[0214] (7)在Si-ZnSnN2复合体表面旋涂一层光刻胶，形成第二掩膜；
[0215] (8)利用紫外光刻第二掩膜，在p型Si表面形成环形窗口，同时在ZnSnN2半导体 层上形成圆形窗口，环形窗口将2]13111'1 2半导体层围设在其内圆环中；
[0216] (9)室温下利用电子束蒸发设备蒸发金属蒸发料，在步骤（8)得到的环形窗口和 直径为70 ym的圆形窗口上沉积Ni/Au电极，沉积厚度为Ni :50nm，Au :20nm ;
[0217] (10)用丙酮和去离子水清洗步骤（9)中得到的样品，并用干燥的N2吹干，得到 p-Si/n_ZnSnN2 异质结。
[0218] (11)对P-SiAi-ZnSnN2异质结进行热处理，所述热处理的条件为：氮气气氛下， 350°C 下保温 180min。
[0219] 实施例11
[0220] (1)将P〈0· 0015 Ω cm的p型单抛硅片切为L 5*1. 5cm2的样品硅片，并清洗烘干；
[0221] (2)在p型Si上沉积ZnSnN2。室温下溅射，设定本底真空度为6 X 10 4Pa。在真空 条件下采用磁控溅射方法，溅射功率为240W，工作气压为2. OPa，用N离子轰击阴极锌锡合 金靶材，使得靶材原子溅射并与N离子反应生成ZnSnN2, ZnSnN2厚度为120nm。
[0222] (3)在样品ZnSnN2表面旋涂一层光刻胶，形成第一掩膜；
[0223] (4)利用紫外光刻第一掩膜；
[0224] (5)利用腐蚀液腐蚀未被光刻胶保护的ZnSnN2，得到的ZnSnN2横截面圆的直径为 100 μ m〇
[0225] (6)利用丙酮和去离子水清洗步骤（5)残留的光刻胶；
[0226] (7)在Si-ZnSnN2复合体表面旋涂一层光刻胶，形成第二掩膜；
[0227] (8)利用紫外光刻第二掩膜，在p型Si表面形成环形窗口，同时在ZnSnN2半导体 层上形成圆形窗口，环形窗口将2]13111'1 2半导体层围设在其内圆环中；
[0228] (9)室温下利用电子束蒸发设备蒸发金属蒸发料，在步骤（8)得到的环形窗口和 直径为70 ym的圆形窗口上沉积Ni/Au电极，沉积厚度为Ni :50nm，Au :20nm ;
[0229] (10)用丙酮和去离子水清洗步骤（9)中得到的样品，并用干燥的N2吹干，得到 p-Si/n_ZnSnN2 异质结。
[0230] (11)对P-SiAi-ZnSnN2异质结进行热处理，所述热处理的条件为：氮气气氛下， 350°C 下保温 180min。
[0231] 图3~图13分别为采用半导体参数仪对实施例1~11中制备的p-Si/n-ZnSnN2 异质结进行电流电压测试得出的特性曲线，表1为±2V时整流比统计结果。综合图3~图 13和表1可知，本发明制备的？^/11-21151^ 2异质结具有明显的整流效应。
[0232] 表1实施例1-实施例11中？-31/11-21151^2异质结的整流比（±2V)
[0233]
[0234] 由表1可知，退火温度在200°C~350°C范围内，pn结都有良好的整流效应，300°C 退火，效果最佳；从η型材料21^11队厚度来看，其厚度为120nm左右较佳；ZnSnN 2横截面圆 的直径为100 μ m时，整流效应很明显，直径为200 μ m和300 μ m时，整流效应不好；派射功 率在120W~240W范围内变化，整流比随着溅射功率的增加而增加。
[0235] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种氮化锌锡pn结，包括紧密接触的p型半导体和n型半导体，以及分别设于所述 P型半导体和n型半导体上的第一电极和第二电极，其特征在于，所述的p型半导体的材料 为Si，所述的n型半导体的材料为ZnSnN 2。2. 根据权利要求1所述的氮化锌锡pn结，其特征在于，所述p型半导体与n型半导体 之间为面接触，所述的n型半导体位于p型半导体接触面的中部区域，所述的第一电极环绕 于所述的n型半导体布置。3. 根据权利要求2所述的氮化锌锡pn结，其特征在于，所述的n型半导体和设置于n 型半导体表面的第二电极都为圆盘状，两者以盘面相接触，并且所述第二电极的盘面直径 小于n型半导体的盘面直径； 所述的第一电极为环绕于n型半导体的圆环。4. 根据权利要求3所述的氮化锌锡pn结，其特征在于，所述n型半导体的厚度为 GOrnn ~；BOOrnn ; 所述的n型半导体的盘面直径为100 u m~300 u5. 根据权利要求1所述的氮化锌锡pn结，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极 的材质为Ni/Au合金或Ag。6. -种如权利要求1~5任一项所述的氮化锌锡pn结的制备方法，其特征在于，包括 以下步骤： (1) 在Si半导体上沉积一层n型ZnSnN2半导体，得到Si-ZnSnN 2复合体； (2) 在步骤（1)得到的Si-ZnSnN2复合体中的p型Si半导体上沉积第一电极，在所述 Si-ZnSnN 2复合体中的ZnSnN2半导体上沉积第二电极，得到口-31/]1-2113111'12异质结。7. 根据权利要求6所述的氮化锌锡pn结的制备方法，其特征在于，步骤（1)的具体过 程如下： (I. 1)利用磁控溅射法在P型Si表面沉积一层n型ZnSnN2半导体，溅射功率为120W~ 240W ； (1. 2)在n型21^11队半导体表面涂覆光刻胶，形成第一掩膜； (1. 3)紫外光刻所述第一掩膜； (1. 4)利用湿法腐蚀得到3;1-21151^2复合体； (1.5)去除Si-ZnSnN2复合体的光刻胶。8. 根据权利要求6所述的氮化锌锡pn结的制备方法，其特征在于，步骤（2)的具体过 程如下： (2. 1)在所述合体表面涂覆光刻胶，形成第二掩膜； (2. 2)紫外光刻所述第二掩膜，在所述Si-ZnSnN2复合体中的p型Si半导体上形成第 一窗口，同时在所述Si-ZnSnN2复合体中的ZnSnN 2半导体上形成第二窗口； (2. 3)利用电子束蒸发法在所述第一窗口上沉积第一电极，同时在所述第二窗口上沉 积第二电极； (2. 4)去除所述沉积电极后的Si-ZnSnN2复合体表面剩余的光刻胶，得到p-Si/ ]1-2113111'12异质结。9. 根据权利要求7和8所述的氮化锌锡pn结的制备方法，其特征在于，对步骤（2)得 到的？-31/11-21131^2异质结进行进一步的热处理。10.根据权利要求9所述的氮化锌锡pn结的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度 为 200 ~350 cC。
【专利摘要】本发明公开了一种氮化锌锡pn结及其制备方法，该pn结包括紧密接触的p型半导体和n型半导体，以及分别设于所述p型半导体和n型半导体上的第一电极和第二电极，其特征在于，所述的p型半导体的材料为Si，所述的n型半导体的材料为ZnSnN2。本发明的pn结有明显的整流效应，在太阳能电池领域具有潜在的应用价值。
【IPC分类】H01L31/074, H01L31/0224, H01L31/18
【公开号】CN105118884
【申请号】CN201510428808
【发明人】梁凌燕, 秦瑞锋, 曹鸿涛, 张胜男, 李秀霞, 罗浩
【申请人】中国科学院宁波材料技术与工程研究所
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月20日