本发明专利技术提供了一种p型金属氧化物半导体材料及其制备方法。该p型金属氧化物半导体材料具有化学式：In(1-a)Ga(1-b)Zn(1+a+b)O4其中0≤a≤0.1、0≤b≤0.1、以及0＜a+b≤0.16，且该p型金属氧化物半导体材料具有一空穴载流子浓度介于1×1011cm-3至5×1018cm-3之间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关于一种金属氧化物半导体材料及其制造方法。
技术介绍
氧化锋系半导体材料所组成的透明导电膜已广泛应用于许多光电或半导体元件 (例如：发光元件、受光元件、压电元件、透明导电电极、有源元件）。举例来说，氧化锋半导 体材料可用于制作透明薄膜晶体管。与利用非晶娃材料所制作的薄膜晶体管相比，利用氧 化锋系半导体材料所制作的薄膜晶体管具有较小尺寸、高精细化、W及较快载流子迁移率 (例如电子迁移率）等优点。 目前已研发出的氧化锋系的透明半导体材料多Wn型透明半导体材料为主。由于 P型半导体材料在开发上特性较不稳定且再现性较差，因此种类较为稀少。然而，光电和半 导体的应用上，除了n型半导体材料，尚需要P型半导体材料W应用于形成pn结，例如应用 于互补式氧化物半导体元件（CMOS)、透明智慧窗（smartwindow)、变频器（inverter)、或 发光二极管等装置。 因此，业界亟需寻求一种新的氧化铜嫁锋系的P型透明半导体材料，W期解决上 述的问题。
技术实现思路
根据本专利技术实施例，本专利技术所述的P型金属氧化物半导体材料的制造方法，可制 备出具有特定铜嫁锋比例的P型金属氧化物半导体材料，其具有较高的载流子迁移率及较 低的电阻，非常适合用于光电及半导体装置。 本专利技术一实施例提供一种P型金属氧化物半导体材料，具有化学式： In(i_a)Ga(i_b)&i(i+a+b)〇4[000引其中0《a《0. 1、0《b《0. 1、W及0 <a+b《0. 16,且该P型金属氧化物半导 体材料具有一空穴载流子浓度介于1Xl0iicnT3至5X10 之间。 此外，根据本专利技术实施例，本专利技术提供上述P型金属氧化物半导体材料的制造方 法，包括：混合一铜盐、一嫁盐、及一锋盐于一溶剂中，得到一混合物；加入一馨合剂于该混 合物中，形成一包括铜、嫁、及锋的金属错化合物；W及，将该金属错化合物进行一热处理， 形成该P型金属氧化物半导体材料。 此外，根据本专利技术其他实施例，本专利技术所述的P型金属氧化物半导体材料的制造 方法也可W包括；混合一含铜前驱物、一含嫁前驱物、及一含锋前驱物，得到一混合物；W 及，对该混合物进行一烧结工艺，形成该P型金属氧化物半导体材料。【附图说明】 图1绘示了本专利技术一实施例所述氧化铜嫁锋材料InGa化〇4的能带结构。[001引图2绘示了本专利技术一实施例所述氧化铜嫁锋材料In(i_a)GaZn(i+a)化的能带结构。[001引图3绘示了本专利技术一实施例所述氧化铜嫁锋材料InGa(i_b)Zn(i+b)化的能带结构。 图4绘示本专利技术实施例1-6所述具有特定比例的P型金属氧化物半导体材料W感 应禪合等离子体质谱仪（ICP-M巧分析锋及嫁成份比例。 图5绘示本专利技术实施例7-12所述具有特定比例的P型金属氧化物半导体材料W 感应禪合等离子体质谱仪（ICP-M巧分析锋及铜成份比例。 图6为InGa化〇4^及实施例2与8所述具有特定比例的P型金属氧化物半导体 材料的X光衍射光谱图。【具体实施方式】 本专利技术提供多个实施例用W说明本专利技术的技术特征，实施例的内容及绘制的附图 仅作为例示说明之用，并非用W限缩本专利技术保护范围。 本专利技术一实施例提供一种P型金属氧化物半导体材料，具有化学式；Inu_a>Gau_b) Zn(iwb)〇4,其中0《a《0. 1、0《b《0. 1、W及0 <a+b《0. 16。此外，根据本专利技术某些 实施例，本专利技术提供一种P型金属氧化物半导体材料，具有化学式；InGau_b>化uw〇4,其中0 <b《0. 1。再者，根据本专利技术其他实施例，本专利技术提供一种P型金属氧化物半导体材料，具 有化学式；In<wGa化其中0 <a《0. 1。本实施例先通过模拟计算，得到氧化铜嫁锋 系半导体材料中可形成P型半导体的特定铜嫁锋的比例范围，再合成具有特定铜嫁锋比例 的P型氧化铜嫁锋系半导体材料。 首先针对模拟计算的过程说明如下。在一实施例中，是利用全始量子分子动力学 仿真软件套件（VASP，ViennaAb-initioSimulation化ckage)计算在氧化铜嫁锋材料中 特定铜嫁锋比例时，其能态密度值0S，DensityofStates)对能量的变化关系。经由模拟 计算可知，若氧化铜嫁锋材料的费米能级巧FJermilevel)降至价带（VB，valenceband) 处，则其应为一p型半导体材料。通过VASP模拟计算后可得知，当氧化铜嫁锋材料具有化学 式；In(i_a)Ga(i_b)&i(i+a+b)〇4,且当 0 <a《0. 1W及b= 0、或是 0 <b《0. 1W及a= 0 时， 该等氧化铜嫁锋材料的费米能级降至价带处，故该等材料应为一P型半导体材料。 请参照图1，显示依据全始算法（油initiomethod)计算所得出的材料InGa化〇4 的能带结构化andstruc化re)。请参照图2,显示依据全始算法（油initiomethod)计算 所得出的材料111。_。抑2]1。+。>〇4的能带结构〇33]1(13付11(3加"6)，其中费米能级巧(6\〇=0) 位移至价带（valanceband),代表In^Ga化<1+。>〇4为一P型半导体材料。此外，请参照图 3,显示依据全始算法（油initiomethod)计算所得出的材料InGau_b>化的能带结构 〇3andstruc1:ure)，其中费米能级巧(eV) =0)位移至价带（valanceband),代表InGa心W Zn<i+bA为一P型半导体材料。[002U 随后，根据上述仿真结果，利用软性化学工艺、或是烧结工艺合成制造具有特定铜 嫁锋比例的氧化铜嫁锋材料。 W软性化学工艺为例，首先，混合铜盐、嫁盐、锋盐于一溶液（例如水、甲醇 (methanol)、己醇（ethanol)、丙醇（propanol)、己二醇（glycol)、或其组合）中，并在常 温下揽拌1小时，得到一包含铜、嫁、及锋的混合物。根据本专利技术实施例，在该混合物中， 铜原子与锋原子的比例介于0.9 : 1.1至1 : 1.001之间、或嫁原子与锋原子的比例介 于0.9 ; 1.1至1 ; 1.001之间。所使用的铜盐可为硫酸铜（indiumsul化te)、氯化铜 (indiumchloride)、硝酸铜（indiumnitrate)、氨氧化铜（indiumhy化oxide)、巧樣酸铜(indiumcitrate)、醋酸铜（indiumacetate)、己酷丙酬铜（indiumacetylacetonate)、或 其组合；所使用的嫁盐可为硫酸嫁（galliumsulfate)、氯化嫁（galliumchloride)、硝酸 嫁（galliumnitrate)、氨氧化嫁（galliumhy化oxide)、巧樣酸嫁（galliumcitrate)、醋 酸嫁（galliumacetate)、己酷丙酬嫁（galliumacetylacetonate)、或其组合；W及，所使 用的锋盐可为硫酸锋（zincsulfate)、氯化锋（zincchloride)、硝酸锋（zincnitrate)、 氨氧化锋（zinc本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种p型金属氧化物半导体材料，其特征在于，具有化学式：In(1‑a)Ga(1‑b)Zn(1+a+b)O4其中，0≤a≤0.1、0≤b≤0.1、以及0＜a+b≤0.16，且该p型金属氧化物半导体材料具有一空穴载流子浓度介于1×1011cm‑3至5×1011cm‑3之间。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱显浩，周子琪，黄琼慧，谢玉慈，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71
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