专利名称：一种制备p型氧化锌薄膜的方法
技术领域：
本发明涉及半导体材料的制备方法。
背景技术：
氧化锌是一种重要的功能材料，在通讯、交通、航空航天、国防及日常生活、如声表面滤波器、抗紫外线膜、气体传感器、催化剂、透明导电膜、杀菌、除臭、抗静电、抗浪涌器件、吸波材料、化妆器等等方面得到广泛的应用。氧化锌作为一种宽禁带氧化物半导体材料，其在光电子领域也有着潜在的应用前景，近来研究人员又对氧化锌在光电子领域的应用展开了深入的研究。要制作光电子器件，不但需要N型(电子导电)的氧化锌材料，还需要P型(空穴导电)的氧化锌材料，以便制作光电子器件基本单元之一的PN结。但由于自身缺陷的缘故，用普通方法制备的氧化锌材料一般都是N型的，即导电载流子是电子，而且载流子浓度相当高，而用普通的掺杂方法很难获得氧化锌P型材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备P型氧化锌薄膜的方法。
本发明的制备P型氧化锌薄膜的方法是在具有超声波雾化器，石英生长炉和温度控制器的化学气相沉积装置的石英生长炉内设置衬底，通过调节温度控制器使衬底温度为400～600℃，将醋酸锌溶液放入超声波雾化器并加入适量的氨水由雾化器雾化，雾化后的气体进入石英生长炉，并在衬底表面发生化学反应生成P型氧化锌薄膜。
所说的衬底或是玻璃载片、或者是硅片、或者是蓝宝石、或者是石英玻璃片。
本发明方法由于氨水在高温下分解成氮和氢原子，部分氢原子进入氧化锌薄膜中，钝化氧空位，使得原生载流子浓度(电子)减小；氨水分解产生的部分氮原子进入氧化锌薄膜中取代氧原子，因氮原子外围价电子数目较氧原子少，因而导致氧化锌薄膜中空穴浓度增加，使得氧化锌薄膜成P型导电。
通过控制衬底的温度、雾化量及醋酸锌溶液和氨水的浓度及比例，可以控制氧化锌薄膜的空穴浓度。通常，每100毫升去离子水，加入0.1～5毫克醋酸锌，加入氨水0.5～30毫升。
本发明利用通常的雾化辅助化学气相沉积装置，采用在醋酸锌溶液中添加氨水掺杂制备P型氧化锌薄膜，方法简单易行、成本低。
附图是利用雾化辅助化学气相沉积装置制备P型氧化锌薄膜的示意图。
具体实施例方式
参见附图，雾化辅助化学气相沉积装置具有超声波雾化器1，与超声波雾化器连通的石英生长炉2′以及温度控制器3，在石英生长炉内设置衬底4，由温度控制器的热电偶5测量衬底4的温度，并利用温度控制器加热、控制石英生长炉温度。石英生长炉体可以水平放置，也可以任意角度放置。
制备P型氧化锌的具体实例，衬底采用玻璃载片，将去离子水100毫升，醋酸锌2毫克配置成的醋酸锌溶液放入超声波雾化器中，加入氨水15毫升，玻璃载片的温度控制在518℃，经雾化器雾化后的气体流入石英生长炉，在高温玻璃载片表面反应1小时，制得P型氧化锌薄膜。
以上条件下生长的氧化锌薄膜经霍尔效应测试仪测试表明，导电类型为P型，即空穴导电，空穴浓度为2.5×1016cm-3。
权利要求
1.一种制备P型氧化锌薄膜的方法，其特征是在具有超声波雾化器[1]，石英生长炉[2]和温度控制器[3]的化学气相沉积装置的石英生长炉内设置衬底[4]，通过调节温度控制器[3]使衬底温度为400～600℃，将醋酸锌溶液放入超声波雾化器[1]并加入适量的氨水由雾化器雾化，雾化后的气体进入石英生长炉，并在衬底表面发生化学反应生成P型氧化锌薄膜。
2.按权利要求1所述的一种制备P型氧化锌薄膜的方法，其特征是每100毫升去离子水，加入0.1～5毫克醋酸锌，加入氨水0.5～30毫升。
3.按权利要求1所述的一种制备P型氧化锌薄膜的方法，其特征是所说的衬底[4]是玻璃载片，或者是硅片、或者是蓝宝石、或者是石英玻璃片。
全文摘要
本发明的制备P型氧化锌薄膜的方法是在具有超声波雾化器,石英生长炉和温度控制器的化学气相沉积装置的石英生长炉内设置衬底,通过调节温度控制器使衬底温度为400～600℃,将醋酸锌溶液放入超声波雾化器并加入适量的氨水由雾化器雾化,雾化后的气体进入石英生长炉,并在衬底表面发生化学反应生成P型氧化锌薄膜。通过控制衬底的温度、雾化量及醋酸锌溶液和氨水的浓度及比例,可以控制氧化锌薄膜的空穴浓度。该方法简单易行、成本低。
文档编号C23C16/40GK1377992SQ0211056
公开日2002年11月6日 申请日期2002年1月14日 优先权日2002年1月14日
发明者季振国, 叶志镇 申请人:浙江大学