[发明专利]二氧化锡半导体薄膜的制备方法及其缺陷湮灭方法

摘要

本发明涉及一种激光技术制备二氧化锡半导体薄膜及其微结构缺陷湮灭的实验工艺，属于半导体薄膜制备工艺技术领域。二氧化锡是近年来引起广泛关注的一种n-型半导体功能材料，在微电子工业、光电子器件以及太阳能电池等领域具有广泛的应用前景。利用脉冲激光沉积方法，控制一定工艺参数，在室温下，将薄膜沉积在玻璃衬底上，制备出了二氧化锡半导体薄膜；该薄膜存在着若干微结构缺陷，使其应用受到限制，然而，采用在高分辨电子显微镜，将上述具有微结构缺陷的薄膜进行300℃原位退火2小时，简单地成功实施了二氧化锡半导体薄膜的微结构缺陷的湮灭技术，实现了薄膜微结构无缺陷的工艺，本方法在薄膜制备领域具有潜在的应用价值。

主权项

1.一种脉冲激光沉积技术制备二氧化锡半导体薄膜及其微结构缺陷湮灭的工艺，其特征在于具有以下交叉过程和步骤：（1）二氧化锡半导体薄膜制备：以脉冲激光沉积方法，选择KrF激光1），设置其脉冲能量为350mJ，波长248nm，频率10Hz，脉冲间隔时间34纳秒，每个脉冲注入量为5J/cm²；在真空室4）中，由双边泵3）工作中抽真空，使真空度小于110^-6mbar，此时通过透镜2），开始引入脉冲的KrF激光1），于真空室4）中，射向具旋转状态二氧化锡靶材7），而使之溅射并淀积到具旋转的，有加热器5）的玻璃衬底6）上，衬底距离靶材2.5厘米，同时适量O₂-氧气8）导入真空室4），在上述条件下，可在玻璃衬底6）上制取沉积的，符合化学计量比的二氧化锡半导体薄膜。（2）以用作为脉冲激光沉积靶材，二氧化锡材料制备：采用溶胶凝胶法先制备了高纯的二氧化锡粉末（99.8%），制备工艺和步骤是，在27%SnCl₄在乙醇溶液中，逐滴滴加28%氨水，使其反应均匀，反应过程中实时检测其pH值，当pH=7时，结束反应，可观测到白色溶胶产生，陈化24小时后，用乙醇、丙酮进行洗涤数次，用AgNO₃检测滤出液，直至检测不到Cl^-为止；所得凝胶放入真空干燥箱，100℃烘干水分及洗涤剂，得块状样品，研磨成粉末，制备出粒径约4纳米的二氧化锡粉末。将粉末在0.4GPa压力下制作成直径15毫米，厚度4毫米圆块。将其圆块在1150℃下烧结2小时，即成为脉冲激光沉积的二氧化锡靶材7）。（3）将上步骤（1）中得到的二氧化锡半导体薄膜，置于高分辨电子显微镜中，在300℃原位退火2小时，实现了二氧化锡半导体薄膜的微结构缺陷可湮灭工艺技术。