一种原子层沉积制备施主-受主共掺氧化锌薄膜的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103866280103866280A(43)申请公布日2014.06.18(21)申请号201210533506.X(22)申请日2012.12.11(71)申请人中国科学院微电子研究所地址100029北京市朝阳区北土城西路3号中科院微电子所(72)发明人卢维尔夏洋李超波解婧(74)专利代理机构北京华沛德权律师事务所11302代理人刘丽君(51)Int.Cl.C23C16/44(2006.01)C23C16/40(2006.01)H01L31/18(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)发明名称一种原子层沉积制备施主-受主共掺氧化锌薄膜的方法(57)摘要本发明公开一种原子层沉积制备施主-受主共掺氧化锌薄膜的方法，包括将基片放入ALD反应腔室中，对基片及腔室管道进行加热，然后依次进行多组分的复合沉积；所述复合沉积包括在第一次锌源沉积后，分别引入一次包含III主族元素X的施主掺杂源的掺杂沉积、第二次锌源沉积、至少两次氮掺杂源沉积及至少两次氧源沉积，形成N-X-N的共掺；所述氮掺杂源沉积和所述氧源的沉积顺序是先氮掺杂源沉积，后氧源沉积；所述包含III主族元素施主掺杂源沉积与所述第二次锌源沉积顺序是先包含III主族元素施主掺杂源沉积，后第二次锌源沉积。该方法可以对氧化锌薄膜进行原位的施主-受主的共掺，以增加受主元素的掺入量，促进氧化锌薄膜的p型转变。CN103866280ACN103862ACN103866280A权利要求书1/1页1.一种原子层沉积制备施主-受主共掺氧化锌薄膜的方法，其特征在于，包括：将基片放入ALD反应腔室中，对基片及腔室管道进行加热，然后进行多组分的复合沉积；所述复合沉积包括在第一次锌源沉积后，分别引入一次包含III主族元素X的施主掺杂源的掺杂沉积、第二次锌源沉积、至少两次氮掺杂源沉积及至少两次氧源沉积，形成N-X-N的共掺；所述氮掺杂源沉积和所述氧源的沉积顺序是先氮掺杂源沉积，后氧源沉积；所述包含III主族元素施主掺杂源沉积与所述第二次锌源沉积顺序是先包含III主族元素施主掺杂源沉积，后第二次锌源沉积。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基片为经浓硫酸和双氧水处理，并经超纯水超声过的硅片、蓝宝石或玻璃，衬底表面带有羟基。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述复合沉积包括：在真空环境下依次用第一次锌源、氮掺杂源、氧源、包含III主族元素X的施主掺杂源、第二次锌源、氮掺杂源和氧源进行沉积得到受主-施主-受主共掺的ZnO薄膜，所述第一次锌源、氮掺杂源、氧源、包含III主族元素X的施主掺杂源及第二次锌源在沉积室内暴露时间依次为0.15s、10s、0.07s、0.08s、0.08s。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在每次沉积之后采用高纯氮气清洗沉积室，清洗时间为50s。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述锌源是含锌的烷基化合物或含锌的卤化物，所述氧源是水蒸汽或氧气等离子体；所述氮掺杂源为N2O、N2、NO、NO2或NH3等离子体。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述含锌的卤化物是氯化锌ZnCl2，所述含锌的烷基化合物是二乙基锌Zn(C2H5)2或二甲基锌Zn(CH3)2。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述包含III主族元素X的施主掺杂源是含X的卤化物、含X的醇化物、含X的烷基化物、含X的氢化物、含X的环戊二烯基、含X的烷酰胺或含X的脒基。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述含X的卤化物是三氟化硼BF3，所述含X的醇化物是甲醇硼B(OCH3)3)，所述含X的烷基化物是三甲基铝Al(CH3)3、三乙基铟In(CH2CH3)3或三乙基镓Ga(CH2CH3)3。9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，还包括：通过控制所述的氮掺杂源与水蒸气的通气时间来调节掺杂氧化锌薄膜中氮掺杂源与氧的比例。10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，还包括：通过控制III主族元素掺杂源与锌源的通气时间来调节掺杂氧化锌薄膜中施主掺杂与锌的比例。2CN103866280A说明书1/4页一种原子层沉积制备施主-受主共掺氧化锌薄膜的方法技术领域[0001]本发明涉及氧化锌薄膜的制备技术领域，特别涉及原子层沉积制备施主-受主共掺氧化锌薄膜的方法。背景技术[0002]半导体薄膜在微电子、光学、信息学等高新技术产业中发挥出十分重要的作用，发展高晶体质量半导体薄膜的制备与掺杂技术，特别是对于第三代半导体材料ZnO薄膜的制备、表征、掺杂极其特性研究，对于包括紫外波段发光材料、紫外探测器，高集成度光子