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专利号: 2021102681924
申请人: 江苏师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 对金属材料的镀覆;用金属材料对材料的镀覆;表面化学处理;金属材料的扩散处理;真空蒸发法、溅射法、离子注入法或化学气相沉积法的一般镀覆;金属材料腐蚀或积垢的一般抑制〔2〕
更新日期:2024-01-05
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摘要:

权利要求书:

1.一种Mist‑CVD化学气相沉积法制备ZnS掺杂α‑Ga2O3薄膜的方法,其特征在于,ZnS掺杂α‑Ga2O3薄膜的组分如下式所示:α‑Ga2O3:x%ZnS,其中,0.01≤x≤0.5,x%为摩尔分数;

采用干雾化学气相沉积法制备,具体步骤如下:(a)按照化学计量比称量纯度均大于99.99%的C15H21O6Ga、C2H6Zn、CH4S作为原料,将上述原料在室温下溶于去离子水中,配制成金属离子与硫离子的浓度之和浓度为0.01~

0.05mol/L的前驱体溶液;然后向前驱体溶液中加入浓度为30~40%的盐酸溶液,前驱体溶液与盐酸溶液的体积比为(80~200):1;

(b)将蓝宝石衬底(3)依次使用丙酮、乙醇溶液、去离子水进行超声清洗,用氮气吹干后,将蓝宝石衬底(3)在管式炉中退火;

(c)操控Mist‑CVD设备,将蓝宝石衬底(3)置于反应腔(4)中;

(d)向Mist‑CVD设备的反应腔(4),通入氮气,使氮气充满整个反应腔(4);

(e)将前驱体溶液加入到雾化罐(1)中并通过液位控制装置(2)采用差速蠕动的方式实现液位控制,设置反应腔(4)内的反应温度为300~400℃,雾化罐(1)的超声雾化频率为1.7~2.4MHZ,使用载气控制系统(5)将氮气作为载气,将雾化罐中(1)的雾滴送进反应腔(4)内进行沉积,沉积生长30~60min后得到薄膜初品;

(f)将薄膜初品放入管式炉中进行退火处理后得到薄膜,退火温度为500~700℃,退火时间为20~40min。

2.根据权利要求1所述的一种Mist‑CVD化学气相沉积法制备ZnS掺杂α‑Ga2O3薄膜的方法,其特征在于,步骤(b)中,超声清洗时间为15~25min。

3.根据权利要求1或2所述的一种Mist‑CVD化学气相沉积法制备ZnS掺杂α‑Ga2O3薄膜的方法,其特征在于,步骤(d)中,所述氮气的流速为2~4L/min。

4.根据权利要求1或2所述的一种Mist‑CVD化学气相沉积法制备ZnS掺杂α‑Ga2O3薄膜的方法,其特征在于,步骤(e)中,反应腔(4)内反应时保持常压。

5.根据权利要求1或2所述的一种Mist‑CVD化学气相沉积法制备ZnS掺杂α‑Ga2O3薄膜的方法,其特征在于,步骤(e)中,薄膜初品的厚度为200~300nm。

6.根据权利要求1或2所述的一种Mist‑CVD化学气相沉积法制备ZnS掺杂α‑Ga2O3薄膜的方法,其特征在于,步骤(f)中,退火气氛为氧气。

7.一种ZnS掺杂α‑Ga2O3薄膜,由权利要求1至7中任一项所述制备方法制备而成,其特征

17 19 ‑3 ‑1

在于,薄膜的自由电子浓度为4×10 ~1×10 cm ,电导率为550~625S cm 。