一种铟铝共掺的低阻P型二氧化锡薄膜材料及其制造方法技术

一种铟铝共掺的低阻Ｐ型二氧化锡薄膜材料，其特征在于该薄膜材料的分子通式为Ａｌ↓［ｘ］Ｉｎ↓［ｙ］Ｓｎ↓［１－ｘ－ｙ］Ｏ↓［２］，其中Ｘ的取值范围为０．０７～０．１２，ｙ的取值范围为０．１５～０．２６，且满足０．４０≤Ｘ／ｙ≤０．５０；制造该薄膜材料采用下列工艺步骤：先用真空熔炼法制作铟铝锡合金靶材，然后用直流磁控溅射技术在玻璃衬底上沉积铟铝锡合金薄膜，再将沉积的合金膜在空气或氧气气氛中高温热氧化，从而获得低阻Ｐ型透明导电的二氧化锡薄膜材料。同现有技术比较，本发明专利技术的优点是：薄膜晶格畸变小，空穴迁移率大幅度提高，电阻率大大下降。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低阻P型透明导电金属氧化物半导体薄膜及其制造 方法，特别涉及一种铟铝共掺的低阻P型二氧化锡薄膜材料及其制造方法。
技术介绍
中国专利技术专利GN 03141558. X提供一种P型铟锡氧化物的制备方法， 制成P型掺铟的二氧化锡透明导电蹿膜，其缺点是在摻铟的二氧化锡中 存在晶格畸变，导致空穴迁移率大幅下降，使得制成的薄膜的电阻率 难以进一步降低，制约该薄膜导电性能的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铟铝共掺的低阻P型二氣化锡薄膜材料 及其制造方法，即制成铟铝共掺的二氧化锡透明导电薄膜材料，利用 铟、铝离子半径与锡离子半径之间的相互关系，使该导电薄膜的晶格 畸变减小，载流子迁移率提高，电阻率降低，由此改善P型二氣化锡 透明导电薄膜电学性能。一种铟铝共掺的低阻P型二氧化锡薄膜材料，其特征在于该薄膜 材料的分子通式为AIJnySn,-x-y02，其中X的取值范围为0.07 0. 12，y的取值范围为0. 15 0. 26,且满足0. 40《X/y《0. 50。一种制造铟铝共掺的低阻P型二氣化锡薄膜材料的方法，其特征是 采用下列工艺步骤1) 以纯度皆为99.9將的锡、铟、铝为原料，用真空融炼法制作铟铝 锡三元合金磁控溅射靶材，靶材的分子通式为AlxlnySrvx-y，其中X的取值范围为0.07 0. 12， y的取值范围为0. 15 0.26，两者之比满足0. 40《X/y《0. 50;2) 取上述靶材，按常规直流磁控溅射工艺，在普通玻璃上沉积 铟铝锡合金薄膜；3)将上述合金薄膜置于空气或氧气中，在400。C 55(TC的情况下 热氧化1-2小吋，形成铟铝共掺的P型二氧化锡薄膜材料。表1为图1所示的单独掺铟的二氧化锡薄膜和铟铝共摻二氧化锡 薄膜的霍尔效应测试结果单独惨铟的二氧化锡薄膜的电阻率为 420Q.cm，而迁移率很低，仅为0. 00373 cm2V—1S—1;铝铟共掺的二氧化锡 薄膜的电阻率为8. 45a cm，远比单独掺铟的二氧化锡薄膜的电阻率小， 而迁移率却比单独掺铟时高2个数量级，为0.37 cm2V—'S—1。可见同时 掺入离子半径比锡离子大的铟离子和离子半径比锡离子小的铝离子， 确实可以有效提高空穴的迁移率，显著降低P型二氧化锡薄膜的电阻率。表1 掺铟、铝铟共掺二氧化锡薄膜的电学性能<table>table see original document page 4</column></row><table>同现有技术比较，本专利技术的优点是薄膜晶格畸变小，空穴迁移率大幅度提高，电阻率大大下降。 附图说明图1为纯二氧化锡、掺铟二氧化锡、掺铝二氧化锡、铟铝共掺 二氧化锡薄膜的X射线衍射图。在图1中，铟铝共掺二氧化锡薄膜的 衍射峰的位置与纯二氧化锡薄膜的相差很小，表明其晶格畸变很小。具体实施例方式实施例11) 以纯度皆为99.99%的锡、铟、铝为原料，用真空融炼法制作铟铝 锡三元合金磁控溅射靶材，靶材半径75cm，厚度4mm，靶材的分子通式 为Al0.07lno.16Sn0.77;2) 取上述靶材，按常规直流磁控溅射工艺，在普通玻璃上沉积 铟铝锡合金薄膜；溅射电压为400V，溅射电流为50mA，沉积时间为 15min，工作气体为高纯氩气；3) 将上述合金薄膜置于空气或氧气中，在40(TC的情况下热氧化 1小时，形成铟铝共掺的P型二氧化锡薄膜材料。霍尔效应测试表明，该薄膜的空穴浓度为6.5x1017 arf3，迁移率为 0. 0682 cmVS—1，电阻率为141. 4Q. cm。实施例21) 以纯度皆为99.99%的锡、铟、铝为原料，用真空融炼法制作铟铝 锡三元合金磁控溅射靶材，靶材半径75cm，厚度4mm，耙材的分子通式 为AI o. 091 n。. 20Sri0.71;2) 取上述靶材，按常规直流磁控溅射工艺，在普通玻璃上沉积 铟铝锡合金薄膜；溅射电压为400V，溅射电流为50mA，沉积时间为 15min，工作气体为高纯氩气；3) 将上述合金薄膜置于空气或氧气中，在50CTC的情况下热氧化 2小时，形成铟铝共掺的P型二氧化锡薄膜材料。霍尔效应测试表明，该薄膜的空穴浓度为6.43x10 cm—3，迁移率 为0.37 cmW，电阻率为2.62Q.cm。 实施例31) 以纯度皆为99.99%的锡、铟、铝为原料，用真空融炼法制作铟铝 锡三元合金磁控溅射靶材，靶材半径75cm，厚度4mm，耙材的分子通式 为AI o 121 n。. 27Srio.6i;2) 取上述靶材，按常规直流磁控溅射工艺，在普通玻璃上沉积 铟铝锡合金薄膜；溅射电压为400V，溅射电流为50mA，沉积时间为 15min，工作气体为高纯氩气；3) 将上述合金薄膜置于空气或氧气中，在45(TC的情况下热氧化 1. 5小时，形成铟铝共掺的P型二氧化锡薄膜材料。霍尔效应测试表明，该薄膜的空穴浓度为5.23x1018 cm—3，迁移率 为0.133 cmW,电阻率为8. 99Q. cm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铟铝共掺的低阻Ｐ型二氧化锡薄膜材料，其特征在于该薄膜材料的分子通式为Ａｌ↓［ｘ］Ｉｎ↓［ｙ］Ｓｎ↓［１－ｘ－ｙ］Ｏ↓［２］，其中Ｘ的取值范围为０．０７～０．１２，ｙ的取值范围为０．１５－０．２６，且满足０．４０≤ｘ／ｙ≤０．５０。

【技术特征摘要】
1.一种铟铝共掺的低阻P型二氧化锡薄膜材料，其特征在于该薄膜材料的分子通式为AlxInySn1-x-yO2，其中X的取值范围为0.07～0.12，y的取值范围为0.15-0.26，且满足0.40≤X/y≤0.50。2. —种制造权利要求1所述材料的方法，其特征是采用下列工艺步骤1) 以纯度皆为99.99%的锡、铟、铝为原料，用真空融炼法制作铟 铝锡三元合金磁控溅射...

【专利技术属性】
技术研发人员：季振国，黄奕仙，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]