一种共掺杂氧化锌纳米线阵列及其制备方法、光电子器件.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CN113249785A(43)申请公布日2021.08.13(21)申请号202110460421.2C30B31/18(2006.01)(22)申请日2021.04.27H01L21/02(2006.01)H01L29/06(2006.01)(71)申请人湖北大学H01L33/26(2010.01)地址430062湖北省武汉市武昌区友谊大B82Y10/00(2011.01)道368号B82Y30/00(2011.01)(72)发明人张翔晖丁宝玉胡永明顾豪爽B82Y40/00(2011.01)张唐磊苏明明C01F3/02(2006.01)(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理C01G9/03(2006.01)有限公司11401C01G15/00(2006.01)代理人张文俊(51)Int.Cl.C30B25/14(2006.01)C30B25/16(2006.01)C30B29/16(2006.01)C30B31/16(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图7页(54)发明名称一种共掺杂氧化锌纳米线阵列及其制备方法、光电子器件(57)摘要本发明提供了一种共掺杂氧化锌纳米线阵列及其制备方法、光电子器件，该制备方法包括以下步骤：提供一衬底；将金属氧化物以及还原剂混合，得到混合料；将衬底置于管式炉中的石英管内一侧，将混合料置于管式炉中的石英管内另一侧；向石英管内通入氮源，分别控制衬底、混合料为不同的温度并保温，反应后得到共掺杂氧化锌纳米线阵列。本方法通过在石英管内设置两个不同的温区，利用化学气相沉积法，生长金属和氮双元素共掺杂的氧化锌纳米线阵列，采用该方法实现了金属元素和N元素的双元素共掺氧化锌纳米线阵列的制备，拓宽了氧化锌基光电器件的应用前景。CN113249785ACN113249785A权利要求书1/2页1.一种共掺杂氧化锌纳米线阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一衬底，在所述衬底上制备催化剂涂层；将金属氧化物以及还原剂混合，得到混合料，所述金属氧化物至少包括氧化锌；将衬底置于管式炉中的石英管内一侧，将混合料置于管式炉中的石英管内另一侧；向石英管内通入氮源，同时控制衬底所在石英管内区域的温度为730～770℃，控制混合料所在的石英管所在区域的温度为1000～1100℃，反应后即在衬底上制备得到共掺杂氧化锌纳米线阵列。2.如权利要求1所述的共掺杂氧化锌纳米线阵列的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物还包括Ga2O3或BeO，Ga2O3或BeO的质量为氧化锌质量的0～30％。3.如权利要求1所述的共掺杂氧化锌纳米线阵列的制备方法，其特征在于，所述石英管内还设有一套管，所述套管一端开口、另一端封闭，所述衬底位于所述套管开口的端部，所述混合料位于所述套管封闭的端部。4.如权利要求1所述的共掺杂氧化锌纳米线阵列的制备方法，其特征在于，向石英管内通入氮源，于40～60min内使衬底所在石英管内区域的温度由室温升温至730～770℃，于40～60min内使混合料所在的石英管所在区域的温度由室温升温至1000～1100℃，并保温10～20min，即在衬底上制备得到共掺杂氧化锌纳米线阵列。5.如权利要求1所述的共掺杂氧化锌纳米线阵列的制备方法，其特征在于，所述氮源包括Ar、O2和NO的混合气体，所述Ar的流量为20～50sccm、O2的流量分别为0.5～5sccm、NO的流量为2～10sccm。6.如权利要求1所述的共掺杂氧化锌纳米线阵列的制备方法，其特征在于，所述还原剂包括石墨；和/或，所述催化剂涂层包括金、铂、钯、钌、铑、锇、铱中的一种。7.一种共掺杂氧化锌纳米线阵列，其特征在于，采用如权利要求1～6所述的制备方法制备得到。8.一种光电子器件，其特征在于，包括如权利要求7所述的共掺杂氧化锌纳米线阵列。9.一种FET器件，其特征在于，包括：第一基底；栅极氧化层，位于所述第一基底的一侧面；缓冲层，位于所述栅极氧化层远离所述第一基底的一侧面；如权利要求7所述的共掺杂氧化锌纳米线阵列，位于所述缓冲层远离所述第一基底的一侧面；金属电极层，位于所述共掺杂氧化锌纳米线阵列远离所述第一基底的一侧面。10.一种LED器件，其特征在于，包括：第二基底；n型半导体层，位于所述第二基底一侧面；如权利要求7所述的共掺杂氧化锌纳米线阵列，位于所述n型半导体层远离所述第二基底一侧面，其中，所述共掺杂氧化锌纳米线阵列在所述n型半导体层上的正投影不完全覆盖所述n型半导体层；第一电极层，位于所述共掺杂氧化锌纳米线阵列远离所述第二基底一侧面；2CN113249785A权利要求书2/2页第二电极层，位于所述n型半导体层远离所述第二基底且未被所述共掺杂氧化锌纳米线阵列覆盖的一侧面。3