一种氮化铝薄膜、制备方法及应用.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CN112725739A(43)申请公布日2021.04.30(21)申请号202110041919.5C23C14/18(2006.01)(22)申请日2021.01.13C23C14/58(2006.01)H01L21/02(2006.01)(66)本国优先权数据202011057873.82020.09.30CN(71)申请人浙江理工大学地址310018浙江省杭州市经济技术开发区白杨街道2号大街928号(72)发明人王朋刘粲余学功陈军崔灿(74)专利代理机构南京正联知识产权代理有限公司32243代理人沈留兴(51)Int.Cl.C23C14/24(2006.01)C23C14/04(2006.01)C23C14/16(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种氮化铝薄膜、制备方法及应用(57)摘要本发明属于半导体材料及器件领域，涉及一种氮化铝薄膜、制备方法及应用，制备方法包括以下步骤：一、将衬底清洗干净，然后用氮气吹干；二、将步骤一中清洗后的衬底固定在热蒸发设备掩模版上，然后放入热蒸发设备中沉积一定厚度的铝膜；三、热蒸发结束后，将表面镀有铝膜的衬底放入快速退火炉中，然后通入保护气氛，升温，并保温一定的时间，待其冷却，即可得到氮化铝薄膜本发明的制备方法简单，成本低廉，实现了高质量氮化铝薄膜的制备。该氮化铝薄膜可用于硅、锗、砷化镓等半导体表面的钝化，还可作为界面过渡层材料，制备太阳电池、发光二极管、光电探测器、晶体管等器件。CN112725739ACN112725739A权利要求书1/1页1.一种氮化铝薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：一、将衬底清洗干净，然后用氮气吹干；二、将步骤一中清洗后的衬底固定在热蒸发设备掩模版上，然后放入热蒸发设备中沉积一定厚度的铝膜；三、热蒸发结束后，将表面镀有铝膜的衬底放入快速退火炉中，然后通入保护气氛，升温，并保温一定的时间，待其冷却，即可得到氮化铝薄膜。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的所述衬底为半导体材料，所述半导体材料包括硅、锗、砷化镓、氮化镓或蓝宝石。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中所述热蒸发设备中沉积一定厚度的铝膜所用的蒸法源是铝丝，铝丝纯度大于99.99％。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中所述铝膜的厚度为1‑100nm。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤三中所述保护气氛为氮气，升温时间为5‑10秒，保温温度为500～1000℃，保温时间为1‑1000秒。6.一种氮化铝薄膜，其特征在于，由权利要求1～5任一项所述的制备方法而得。7.用于太阳能电池、发光二极管、光电探测器或晶体管作为钝化层或中间过渡层的氮化铝薄膜，其特征在于，包括权利要求6所述的氮化铝薄膜。2CN112725739A说明书1/3页一种氮化铝薄膜、制备方法及应用技术领域[0001]本发明属于半导体材料及器件领域，涉及一种种氮化铝薄膜、制备方法及应用。背景技术[0002]半导体材料是制作集成电路、微电子器件和光电子器件的重要材料，支撑着计算机、通信等电子信息产业和新能源产业的发展。硅、砷化镓、氮化镓分别是第一代、第二代和第三代半导体材料，禁带宽度分别为1.1eV、1.5eV、3.4eV。宽禁带的半导体材料通常具有更高的电子迁移率，耐高温和抗辐射更强，适于制备高速和高功率的电子和光电器件。[0003]硅、砷化镓、氮化镓等半导体材料用于制备器件时，界面的状况起着非常重要的作用。一方面，由于硅、砷化镓等表面存在大量的悬挂键，产生高密度的界面态，引起载流子复合；另一方面，氮化镓等材料存在较高密度的位错，在生长制备氮化镓薄膜时，由于与衬底材料存在较大的晶格失配，在界面处更容易产生位错。氮化铝目前已经报道了通过反应分子束外延(MBE)、反应溅射、金属有机化学气相沉积(MOCVD)和原子层沉积(ALD)的方法制备氮化铝薄膜。但是，这些方法大都需要昂贵的设备和高真空等严格的反应条件。发明内容[0004]本发明提供了一种制备高质量氮化铝薄膜的方法，工艺简单，成本低廉。[0005]本申请提供一种技术方案，一种氮化铝薄膜的制备方法，包括以下步骤：[0006]一、将衬底清洗干净，然后用氮气吹干；[0007]二、将步骤一中清洗后的衬底固定在热蒸发设备掩模版上，然后放入热蒸发设备中沉积一定厚度的铝膜；[0008]三、热蒸发结束后，将表面镀有铝膜的衬底放入快速退火炉中，然后通入保护气氛，升温，并保温一定的时间，待其冷却，即可得到氮化铝薄膜。[0009]其中，所述步骤一中的所述衬底为半导体材料，所述半导体材料包括硅、锗、砷化镓、氮化镓或蓝宝石。[0010]其中