專利名稱：一種制備銅銦鎵硒薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化合物半導(dǎo)體薄膜的制備方法，特別是一種制備銅銦鎵硒薄膜的方法。
背景技術(shù)：
銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)能電池由于具有光吸收效率高、禁帶寬度可調(diào)、抗輻射 能力強(qiáng)、電池性能穩(wěn)定、轉(zhuǎn)換效率高且制造成本低而被視為最有前景的光伏電池器件。目前 制備這種薄膜的方法有多種，其中目前使用較多的制備方法為多源熱蒸發(fā)法或先用濺射法 制備銅銦鎵(CIG)薄膜，然后再用硒化爐進(jìn)行硒化得到CIGS薄膜，熱蒸發(fā)法成膜質(zhì)量不佳， 后硒化法工藝路線復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種制備銅銦鎵硒薄膜的方法，該制備方法的路線短、容易操 作且成膜質(zhì)量好。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種制備銅銦鎵硒薄膜的方法，包括基片準(zhǔn)備，預(yù) 濺射，清除基片表面雜質(zhì)，基片旋轉(zhuǎn)速率，濺射氣壓，濺射功率，基片溫度，后退火處理，其特 征在于銅、銦、鎵和硒共濺射沉積，射頻濺射的靶基距離為4-8cm，基片溫度為240-300°C， 濺射功率為10-60W，在氬氣保護(hù)環(huán)境下于540-600°C退火1_2小時(shí)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比 較具有工藝路線短和操作簡(jiǎn)單及成膜質(zhì)量好的顯著優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明對(duì)濺射工藝中的靶基距離、基片溫度和濺射功率進(jìn)行優(yōu)化后，可在基片上一次 將銅、銦、鎵和沉積成薄膜。本發(fā)明有以下實(shí)施例 實(shí)施例1、
基片的準(zhǔn)備，基片為準(zhǔn)備的載玻片，將切割好的基片先放入丙酮超聲清洗二十分鐘，然 后再用酒精超聲清洗二十分鐘，最后用去離子水超聲清洗十分鐘，取出用氮?dú)獯蹈?，把該?zhǔn) 備好的基片裝在基片托上。抽真空，通過(guò)磁力傳送桿將基片托裝在可旋轉(zhuǎn)的樣品架上，利用機(jī)械泵和分子泵 二級(jí)抽氣系統(tǒng)對(duì)濺射腔室抽真空，使濺射的真空度達(dá)到10_6pa以上。沉積CIGS薄膜，通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)向?yàn)R射腔通人濺射氣體(氬氣)，調(diào)節(jié)濺射氣壓為 0. 2pa,設(shè)定其他各項(xiàng)參數(shù)后，預(yù)濺射20分鐘除去靶表面雜質(zhì)后，開(kāi)始在玻璃基片上沉淀 CIGS薄膜，基片旋轉(zhuǎn)速率為20r/min，沉積方式為三靶共濺射沉積，沉積時(shí)間為100分鐘。沉積參數(shù)靶-基距離為4cm，基片溫度為240°C，濺射功率為10W。退火參數(shù)在氬氣保護(hù)環(huán)境下于540°C退火2小時(shí)。銅、銦、鎵和硒的配比可根據(jù) 需要配置。實(shí)施例2、
基片的準(zhǔn)備，基片為準(zhǔn)備的載玻片，將切割好的基片先放入丙酮超聲清洗二十分鐘，然 后再用酒精超聲清洗二十分鐘，最后用去離子水超聲清洗十分鐘，取出用氮?dú)獯蹈桑言摐?zhǔn) 備好的基片裝在基片托上。抽真空，通過(guò)磁力傳送桿將基片托裝在可旋轉(zhuǎn)的樣品架上，利用機(jī)械泵和分子泵二級(jí)抽氣系統(tǒng)對(duì)濺射腔室抽真空，使濺射的真空度達(dá)到10_6pa以上。沉積CIGS薄膜，通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)向?yàn)R射腔通人濺射氣體(氬氣)，調(diào)節(jié)濺射氣壓為 2pa,設(shè)定其他各項(xiàng)參數(shù)后，預(yù)濺射20分鐘清除靶表面雜質(zhì)后，開(kāi)始在玻璃基片上沉淀CIGS 薄膜，基片旋轉(zhuǎn)速率20r/min，沉積方式為三靶共濺射沉積，沉積時(shí)間為60分鐘。沉積參數(shù)靶-基距離為8cm，基片溫度為300°C，濺射功率為60W。銅、銦、鎵和硒 的配比可根據(jù)需要配置。退火溫度在氬氣保護(hù)環(huán)境下于600°C退火一小時(shí)。
權(quán)利要求
一種制備銅銦鎵硒薄膜的方法，包括基片準(zhǔn)備，預(yù)濺射，清除基片表面雜質(zhì)，基片旋轉(zhuǎn)速率，濺射氣壓，濺射功率，基片溫度，后退火處理，其特征在于銅、銦、鎵和硒共濺射沉積，射頻濺射的靶基距離為4 8cm，基片溫度為240 300℃，濺射功率為10 60W，在氬氣保護(hù)環(huán)境下于540 600℃退火1 2小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制備銅銦鎵硒薄膜的方法，本發(fā)明涉及一種化合物半導(dǎo)體薄膜的制備方法，本發(fā)明目的是提供一種制備銅銦鎵硒薄膜的方法，該制備方法的路線短、容易操作且成膜質(zhì)量好。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種制備銅銦鎵硒薄膜的方法，包括基片準(zhǔn)備，預(yù)濺射，清除基片表面雜質(zhì)，基片旋轉(zhuǎn)速率，濺射氣壓，濺射功率，基片溫度，后退火處理，銅、銦、鎵和硒共濺射沉積，射頻濺射的靶基距離為4-8cm，基片溫度為240-300℃，濺射功率為10-60W，在氬氣保護(hù)環(huán)境下于540-600℃退火1-2小時(shí)。本發(fā)明用于制造半導(dǎo)體薄膜。
文檔編號(hào)C23C14/34GK101985734SQ20101054157
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者夏存軍, 宋桂林, 常方高, 李苗苗, 李超, 楊海剛, 王天興 申請(qǐng)人:河南師范大學(xué)