一种制备SnO外延薄膜的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及SnO半导体薄膜技术领域，具体而言，涉及一种制备SnO外延薄膜的方 法。
【背景技术】
[0002] 近年来，薄膜晶体管（TFTs)在电子显示器和柔性电子器件制造方面得到了广泛 应用，而以氧化物半导体材料为基础的TFTs更是由于其高迀移率、在可见光范围内具有高 透光性及低生长温度而备受关注。由于高迀移率的P型氧化物半导体材料的匮乏，氧化物 基TFTs的应用也受到了一定的抑制。直到2008年，YoichiOgo等人首次利用PLD法在钇 稳定的氧化锆（YSZ)上沉积的外延SnO薄膜表现出p型材料的特性，同时以此外延SnO薄膜 制备出的TFTs(Appl.Phys.Lett. 93 (2008) 032113)，其yFE为 1. 3〇112厂8'开关电流比为~ 102〇
[0003] 因此，制备SnO外延薄膜是实现SnO基TFTs的首要工作，而目前关于SnO的外延 生长的常规方法是通过电子束蒸发法（EBE)或利用脉冲激光沉积法（PLD)溅射511〇2或511〇 单相陶瓷靶材制得。但是，这些方法均要求高纯度的311〇 2或SnO单相陶瓷靶材，致使SnO外 延薄膜的生长条件苛刻、成本较高。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低、易于控制的制备 SnO外延薄膜的方法。
[0005] 本发明提供了一种制备SnO外延薄膜的方法，该方法包括：
[0006] 步骤1，清洗靶材，将所述靶材和衬底分别固定在靶台和样品台上装入真空室，调 整所述样品台与所述靶台的间距，关闭所述真空室，抽真空到真空度达5Xl(r4Pa以下；
[0007] 步骤2,开启衬底加热器将所述衬底升温，调节生长温度为400_600°C;
[0008] 步骤3,通入氧气，调整氧压为0? 05-0. 5Pa;
[0009] 步骤4,开启激光器，设定激光器的激光脉冲频率为5Hz，设定激光脉冲能量为 250-400mJ/pulse；
[0010] 步骤5,启动所述靶台和所述样品台的自转，开启所述激光器，激光预溅射所述靶 材3分钟，然后旋开所述样品台的挡板，开始沉积薄膜，沉积完成后关闭所述激光器，关闭 所述氧压阀，让沉积的薄膜自然冷却至室温后再取出真空室。
[0011] 作为本发明进一步的改进，所述靶材是金属Sn单质靶材。
[0012] 作为本发明进一步的改进，所述金属Sn单质祀材的纯度为99. 99%。
[0013] 作为本发明进一步的改进，所述衬底采用r面蓝宝石或钇稳定氧化锆。
[0014] 本发明优选的，步骤1中是将所述衬底依次经过丙酮、无水乙醇和去离子水经超 声清洗器清洗10分钟，并用氮气吹干。
[0015] 本发明的有益效果为：制备工艺简单，易于控制，并且所用的金属Sn单质靶材也 极大降低了生长SnO外延薄膜的生产成本。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明实施例所述的一种制备SnO外延薄膜的方法的流程图；
[0017]图2为本发明实施例制备的SnO外延薄膜的X射线衍射 9 -2 9 (XRD-Theta_2theta)扫描测试图谱；
[0018] 图3为本发明实施例制备的SnO外延薄膜的X射线衍射(p扫描（XRD-PhiScan)测 试图谱；
[0019]图4为本发明实施例制备的SnO外延薄膜的紫外可见（UV-Vis)透射光谱。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0021] 实施例1，如图1所示，本发明第一实施例所述的一种制备SnO外延薄膜的方法，该 方法包括：
[0022] 步骤1，以纯度为99. 99%的金属Sn为烧蚀靶材，以r面蓝宝石为衬底。将衬底依 次经过丙酮、无水乙醇和去离子水经超声清洗器清洗10分钟，并用氮气吹干。将Sn靶材和 清洗后的r面蓝宝石衬底分别固定在靶台和样品台上装入真空室，调整样品台与靶台的间 距，关闭真空室，抽真空到真空度达5Xl(T4Pa;
[0023] 步骤2,开启衬底加热器将所述衬底升温，并将温度调节稳定在575°C;
[0024] 步骤3,开启氧气阀，调节进气阀和旁抽阀，使真空室内的氧压稳定在0. 05Pa;
[0025] 步骤4,开启激光器，设定激光器的工作模式为恒能模式，激光脉冲能量为250mJ/ pulse，激光脉冲频率为5Hz，激光脉冲个数为9000个；
[0026] 步骤5,启动祀台和样品台的自转，其中，样品台自转的转速为10r/min，祀台自转 的转速为5r/min，开启激光器的高压，激光预溅射Sn靶材3分钟，然后旋开样品台的挡板开 始沉积薄膜，30分钟后停止沉积并关闭激光器，关闭氧压阀，让沉积的薄膜自然冷却至室温 后再取出真空室。
[0027] 图2为本实施例制备的SnO外延薄膜的X射线衍射0 -2 0 (XRD-Theta-2theta scan)扫描测试图谱。
[0028] 图3为本实施例制备的SnO外延薄膜的X射线衍射cp扫描（XRD-PhiScan)测试图 谱。
[0029] 图4是本实施例制备的SnO外延薄膜的紫外可见（UV-Vis)透射光谱。
[0030] 实施例2,如图1所示，本发明第二实施例所述的一种制备SnO外延薄膜的方法，该 方法包括：
[0031] 步骤1，以纯度为99. 99 %的金属Sn为烧蚀靶材，以r面蓝宝石为衬底，将衬底材 依次经过丙酮、无水乙醇和去离子水经超声清洗器清洗10分钟，并用氮气吹干。将Sn靶材 和清洗后的r面蓝宝石衬底分别固定在靶台和样品台上装入真空室，调整样品台与靶台的 间距，关闭真空室，抽真空到真空度达5Xl(T4Pa;
[0032] 步骤2,开启衬底加热器将所述衬底升温，并将温度调节稳定在575°C;
[0033] 步骤3,开启氧气阀，调节进气阀和旁抽阀，使真空室内的氧压稳定在0.3Pa;
[0034] 步骤4,开启激光器，设定激光器的工作模式为恒能模式，激光脉冲能量为250mJ/ pulse，激光脉冲频率为5Hz，激光脉冲个数为9000个；
[0035] 步骤5,启动革E台和样品台的自转，其中，样品台自转的转速为l〇r/min，革E台自转 的转速为5r/min，开启激光器的高压，激光预溅射Sn靶材3分钟，然后旋开样品台的挡板开 始沉积薄膜，30分钟后停止沉积并关闭激光器，关闭氧压阀，让沉积的薄膜自然冷却至室温 后再取出真空室。
[0036] 图2为本实施例制备的SnO外延薄膜的X射线衍射0 -2 0 (XRD-Theta_2theta scan)扫描测试图谱。
[0037] 实施例3,如图1所示，本发明第三实施例所述的一种制备SnO外延薄膜的方法，该 方法包括：
[0038] 步骤1，以纯度为99. 99 %的金属Sn为烧蚀靶材，以r面蓝宝石为衬底，将衬底依 次经过丙酮、无水乙醇和去离子水经超声清洗器清洗10分钟，并用氮气吹干。将Sn靶材和 清洗后的r面蓝宝石衬底分别固定在靶台和样品台上装入真空室，调整样品台与靶台的间 距，关闭真空室，抽真空到真空度达5Xl(T4Pa;
[0039] 步骤2,开启衬底加热器将所述衬底升温，并将温度调节稳定在575°C;
[0040] 步骤3,开启氧气阀，调节进气阀和旁抽阀，使真空室内的氧压稳定在0. 5Pa;
[0041] 步骤4,开启激光器，设定激光器的工作模式为恒能模式，激光脉冲能量为250mJ/ pulse，激光脉冲频率为5Hz，激光脉冲个数为9000个；
[0042] 步骤5,启动祀台和样品台的自转，其中，样品台自转的转速为10r/min，祀台自转 的转速为5r/min，开启激光器的高压，激光预溅射Sn靶材3分钟，然后旋开样品台的挡板开 始沉积薄膜，30分钟后停止沉积并关闭激光器，关闭氧压阀，让沉积的薄膜自然冷却至室温 后再取出真空室。
[0043] 图2为本实施例制备的SnO外延薄膜的X射线衍射0 -2 0扫描（XRDT