[实用新型]一种对Cu3N薄膜进行定量掺杂的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体薄膜制备领域，特别是涉及一种对Cu₃N薄膜进行定量掺杂的装置。

背景技术

具有反ReO3结构、低分解温度的氮化亚铜(Cu₃N)半导体材料，在光信息存储和大规模集成电路方面具有非常光明的应用前景^[1-3]。最近，该材料被报道亦可用于自旋电子器件、太阳能电池、燃料电池、磁隧道结等领域^[1,4-9]，因而该体系在国际上广受关注。如何把Cu₃N的热分解温度提高的一个合适的温度使其更好地应用是目前Cu₃N研究领域关注的焦点之一。

提高热分解温度的方法有两种，一、改变生长条件，生长高质量、理想化学配比的Cu₃N薄膜；二、由于Cu₃N是一种具有反ReO₃晶体结构的类似WO₃的无机基质材料，外加原子（Ni, Cu, Zn, Pd, Ag, and Cd）占位在立方反ReO₃晶胞的体心位置，因此通过掺杂修饰Cu₃N的能带结构，可实现Cu₃N热稳定性、甚至是电学、光学等特性的大范围可调⁽³⁶⁾。以上两种方法目前还都在摸索阶段，对于前者，生长的Cu₃N薄膜理是否为理想化学配比仍是一个问题；对于Cu₃N的掺杂，目前实验上已有一些报导，这些报导大多通过磁控共溅射的方法进行，磁控溅射一般靶材在衬底的下方，共溅射则是简单随意地将掺杂材料搁置于靶材上，此方法简单，容易操作，但难于更换靶材，放样繁琐，难于对Cu₃N薄膜进行定量掺杂，定量掺杂的重复性低。

参考文献:

[1] Asano M, Umeda K and Tasaki A 1990 Jpn. J. Appl. Phys. 29 1985

[2] Maruyama T and Morishita T 1996 Appl Phys. Lett. 69 890

[3] Nosaka T, Yoshitake M, Okamoto A, Ogawa S and Nakayama Y 2001 Appl. Surf. Sci. 169 358 

[4] Maya L 1993 Mater. Res. Soc. Symp. Proc 282 203

[5] Maya L 1993 J. Vac. Sci. Technol. A11 604

[6] Cremer R, Witthaut M, Neuschutz D, Trappe C, Laurenzis M, Winkle O and Kurz H 2000 Mikrochim. Acta 133 299

[7] Navio C, Alvarez J, Capitan M J, Camarero J and Miranda R 2009 Appl. Phys. Lett. 94 263112

[8] Navio C, Capitan M J, Alvarez J, Yndurain F and R. Miranda 2007 Phys Rev B 76 085105

[9] Borsa D M, Grachev S, Presura C and Boerma D O 2002 Appl. Phys. Lett. 80 1823

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述共溅射掺杂技术的不足，提供一种对Cu₃N薄膜进行定量掺杂的装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型包括真空腔、样品台、加热丝、衬底、靶、冷却水系统、匹配箱、射频源、冷阴极规、分子泵、机械泵、气瓶、流量控制器。