一种P型金属氧化物薄膜的制备方法

本发明属于半导体材料与电子器件制备领域，更具体地，涉及一种p型金属氧化物薄膜及其薄膜晶体管的制备方法。

背景技术：

1、现有技术方案中，p型金属氧化物薄膜多采用磁控溅射、脉冲激光沉积、原子层沉积等物理气相沉积法或化学气相沉积法制备，采用高纯氧气等氧化性气体与金属源反应形成氧化物薄膜。由于铜、镍、锡金属元素的化学价态多样，并且对制备过程中的氧气流量或氧气分压十分敏感，其氧化物薄膜通常存在多种相，获得高相纯度的p型氧化物薄膜的“氧气流量”或“氧气分压”工艺窗口狭窄，气体质量流量控制器(mfc)的控制精度难以满足少量气体的精细调控的需求，限制了高纯相薄膜的制备。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决p型氧化物薄膜的“氧气流量”或“氧气分压”工艺窗口狭窄，操作难度大，获得薄膜相纯度不高的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种p型金属氧化物薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3、(1)将玻璃或硅片衬底放在托盘上，将托盘置于载入腔，将载入腔的真空度抽至5×10-2torr以下；

4、(2)当载入腔真空度达到要求后，打开载入腔与工艺腔之间的阀门并将托盘传送至工艺腔，关闭阀门；

5、(3)在进行薄膜沉积前，将工艺腔的基础压力抽至5×10-7torr以下的本底真空；

6、(4)当真空度达到要求后，经第一路气体质量流量控制器(mfc1)通入氩气作为溅射气体，同时经第二路气体质量流量控制器(mfc2)通入提前用惰性气体稀释的氧化性混合气体作为反应气体，预设溅射气压值并通过调节出气口节流阀门的关闭程度控制溅射气压；

7、(5)当气压达到预设值之后开始进行金属氧化物薄膜的溅射镀膜过程；

8、(6)薄膜沉积结束后，关闭电源和气体通入，打开抽气泵阀门，当载出腔真空度达到5×10-2torr以下后，将载盘传送至载出腔；

9、(7)将载出腔通入氮气进行泄压后，取出托盘及样品。

10、优选地，所述金属氧化物为铜、锡、镍元素与ⅵa族元素氧、硫、硒、碲的化合物。

11、优选地，所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或者氮气。

12、优选地，所述氧化性气体为氧气、臭氧、硫化氢或者硫族元素的蒸汽。

13、优选地，采用纯铜、铜氧化物或铜盐作为靶材，采用纯氩气作为溅射气体，采用不同比例的惰性气体稀释氧化性气体作为反应气体。

14、本发明具有如下有益效果：本发明利用惰性气体稀释氧化性气体形成混合气作为反应气体以扩大金属氧化物的氧气流量或氧气分压的工艺窗口，相较于现有技术的氧化性气体流量或分压的工艺窗口宽，更易操作，所制备的薄膜相纯度高、一致性好。

技术特征：

1.一种p型金属氧化物薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的p型金属氧化物薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物为铜、锡、镍元素与ⅵa族元素氧、硫、硒、碲的化合物。

3.根据权利要求1所述的p型金属氧化物薄膜的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或者氮气。

4.根据权利要求1所述的p型金属氧化物薄膜的制备方法，其特征在于，所述氧化性气体为氧气、臭氧、硫化氢或者硫族元素的蒸汽。

5.根据权利要求1所述的p型金属氧化物薄膜的制备方法，其特征在于，采用纯铜、铜氧化物或铜盐作为靶材，采用纯氩气作为溅射气体，采用不同比例的惰性气体稀释氧化性气体作为反应气体。

技术总结
本发明公开了一种P型金属氧化物薄膜的制备方法，包括如下步骤：(1)将衬底置于载入腔样品托盘；(2)当载入腔真空度达到要求后，打开阀门并将托盘传送至工艺腔；(3)在进行薄膜沉积前，对工艺腔抽真空；(4)经第一路气体质量流量控制器(MFC1)通入氩气作为溅射气体，同时经第二路气体质量流量控制器(MFC2)通入提前用惰性气体稀释的氧化性混合气体作为反应气体，预设溅射气压值并控制溅射气压；(5)当气压达到预设值之后开始进行金属氧化物薄膜的溅射镀膜过程；(6)薄膜沉积结束后，关闭电源和终止气体通入，打开出气阀门，当载出腔真空度达到5×10<supgt;‑2</supgt;Torr以下后，将托盘传送至载出腔；(7)向载出腔通入氮气进行泄压后，取出样品。

技术研发人员：赵铭杰,李海城
受保护的技术使用者：厦门理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/8/13