[发明专利]利用等离子体浸没离子注入技术制备p型ZnO薄膜的方法

摘要

本发明属于半导体发光材料制备技术领域，具体为一种利用等离子体浸没离子注入技术制备p型ZnO薄膜的方法。本发明是采用等离子体浸没离子注入技术辅以N-Al共掺的方法，将二者的优势结合起来，制备出性能优异的p型ZnO薄膜：一方面等离子体浸没离子注入可以提高受主元素N的固溶度和对要注入的离子进行选择行注入；另一方面Al可以提高N的固溶度和形成稳定的N-Al-N复合体从而固定注入的N，并且Al的加入可以同时提高n型ZnO和p型ZnO的电学特性，这为制备优质的同质ZnOp-n结提供了一种切实可行的的方法，从而为同质ZnOp-n结在LED,LD等方面的应用奠定重要的基础。

主权项

一种利用等离子体浸没离子注入技术制备p型ZnO薄膜的方法，其特征在于具体步骤为：（1）首先通过磁控溅射技术生长掺Al的n型ZnO薄膜，记为AZO，磁控溅射工作条件为：本底真空2×10 4Pa 6×10 4Pa，工作气体高纯Ar，工作压强0.1Pa 1Pa，射频功率100W 550W，衬底温度恒定200℃ 500℃；（2）将获得的AZO薄膜置于PIII装置内的样品台上，腔体抽真空；然后，在腔体中通入含N的工作气体，使用600W射频电源产生面均匀、大体积感应耦合等离子体；样品台偏压源采用10KW固态开关电路的快上升沿高压脉冲电源，脉宽和频率均可调；注入工作条件为：工作气体为NO+O2混合气体，工作气压0.5Pa 1Pa，射频功率100W 550W，脉冲宽度10μs 100μs，脉冲频率10Hz 100 Hz，偏压大小1kV 30kV；（3）最后进行退火处理，退火气氛为 N2，退火温度为650℃ 950℃，退火时间为30min 60min，即得到p型特性的ZnO薄膜。