一种基于氧离子束辅助沉积制备硒化铅多晶薄膜的方法

摘要

本发明提出的一种基于氧离子束辅助沉积制备硒化铅多晶薄膜的方法，针对目前物理气相沉积结合气氛退火方法制备的PbSe薄膜过程中，不能精确控制氧的掺入量与深度分布的问题，运用离子束辅助沉积技术，采用静态混合方式，在薄膜生长完成后对其进行氧离子辅助轰击表面，然后对薄膜进行后续的真空退火，制备出光敏特性良好、稳定的PbSe多晶薄膜。该方法能够精确地调控氧离子的注入剂量与深度分布，并将氧的掺入与多晶化过程分离以增加过程优化的自由度。通过对所制备的样品进行光学I-V特性、SEM、XRD等初步表征，表明该方法制备的PbSe多晶薄膜具有良好的光电性能与表面特性。

主权项

一种基于氧离子束辅助沉积制备硒化铅多晶薄膜的方法，其特征在于步骤如下：步骤1：在无水乙醇和丙酮中分别超声清洗Si(100)衬底并烘干，将Si(100)衬底和PbSe粉末分别置于真空室和坩埚中，在Si(100)衬底和PbSe粉末之间设有挡板，采用热蒸镀法在Si(100)衬底表面生长一层PbSe薄膜；热蒸镀系统抽真空≤3×10^‑4Pa，电流由0Α增加至17Α，每隔3min增加0.25A，待分子束的蒸发速率为时，将遮挡衬底的挡板移开，开始生长PbSe薄膜；步骤2：当生长的PbSe薄膜达到所需厚度时，保持真空冷却，得到PbSe薄膜；步骤3：在真空度≤6.5×10^‑4Pa的离子束辅助沉积环境下，采用氧离子辅助轰击PbSe薄膜表面，氧离子能量≤500eV，平均束流密度≤120μA/cm²，时间为1～5min；步骤4：对轰击后的薄膜进行真空退火，得到硒化铅多晶薄膜；其中：真空度不低于1×10^‑3Pa，温度不高于450℃，退火时间大于30min，升温速率不低于15℃/min。