一種高遷移率的氧化錫基薄膜材料的製作方法
2024-03-30 16:51:05
本發明涉及一種導熱散熱材料，尤其涉及一種高遷移率的氧化錫基薄膜材料。
背景技術：
隨著信息顯示技術的高速發展，氧化物半導體在許多應用領域中都得到了廣泛的關注。在過去幾十年裡，n型氧化物半導體在材料製備以及器件的應用中取得了巨大的成功，但是p型氧化物半導體的發展還非常滯後。
微電子工業的進步以及電子器件的小型化、微型化、集成化使之對電源的功率和電流降到很低的水平，這就要求電源也必須完成小型化、微型化的革命。
n型氧化物薄膜電晶體與p型氧化物薄膜電晶體相結合組成的雙極性薄膜電晶體是實現透明電子器件的基礎。此外，P型氧化物薄膜電晶體更有利於驅動有機發光二極體高開口率像素單元。同時，p型氧化物的薄膜電晶體與平板顯示技術相結合，將會使屏幕更加清晰。氧化錫及其摻雜體系被認為是應用潛力巨大的p型氧化物。
由於p型氧化錫基薄膜的諸多優點以及其潛在的市場價值，近年來相關報導層出不窮。但是從製備方法上來看，研究人員幾乎採用的都是諸如磁控濺射法等物理方法，而且製備環境均為高真空條件，薄膜製備成本高昂。
技術實現要素：
本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種高遷移率的氧化錫基薄膜材料。
為了實現上述目的，本發明採用了如下技術方案：
一種高遷移率的氧化錫基薄膜材料，具體為通過溶膠凝膠法在表面凝結有溶膠的氧化錫基片，所述氧化錫基片包括氧化錫、氧化銦及氧化鋅，基於銦、鋅及錫的原子總含量100at.%計，錫的原子含量範圍為60至80at.%，銦的原子含量範圍為10至25at.%，鋅的原子含量範圍為1至20at.%。所述氧化錫基片中銦的原子含量大於鋅的原子含量。
在氧化錫基片表面凝結溶膠的溶膠凝膠法包括以下步驟：
S1、將乙二醇甲醚、二水合氯化亞錫、乙醇胺按照10:0.15:0.7的摩爾比混合併攪拌至澄清得到混合溶液，將混合溶液在60-80℃條件下加熱15-30min，加熱完畢後在氬氣氣氛中陳化1-2天，製得溶膠；
S2、將氧化錫基片固定在勻膠機上，以2000-2500轉/分鐘的速度旋轉，在基片上滴加溶膠，製得氧化錫基薄膜試樣；
S3、將氧化錫基薄膜試樣移至真空管式爐中，抽真空並通入氬氣，然後對薄膜試樣進行加熱乾燥，乾燥結束後自然冷卻；
S4、向真空管式爐內通入甲醛蒸氣形成甲醛氣氛，以1-3℃/分鐘速率升溫，至退火溫度600-650℃保溫10-30min，退火完成後自然冷卻，即製得氧化錫基薄膜材料。
優選地，所述溶膠凝膠法的步驟S2中的旋轉時間為20-30秒。
優選地，所述溶膠凝膠法的步驟S3中的乾燥溫度為200℃，乾燥時間為15-20min。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明提出的一種氧化錫基薄膜材料，採用溶膠凝膠法製得，製備成本低廉，工藝簡單，適合工業化生產。製得的氧化錫基薄膜材料遷移率高達8.6cm2V1S1。
具體實施方式
下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。
一種高遷移率的氧化錫基薄膜材料，具體為通過溶膠凝膠法在表面凝結有溶膠的氧化錫基片，所述氧化錫基片包括氧化錫、氧化銦及氧化鋅，基於銦、鋅及錫的原子總含量100at.%計，錫的原子含量範圍為60至80at.%，銦的原子含量範圍為10至25at.%，鋅的原子含量範圍為1至20at.%。所述氧化錫基片中銦的原子含量大於鋅的原子含量。
在氧化錫基片表面凝結溶膠的溶膠凝膠法包括以下步驟：
S1、將乙二醇甲醚、二水合氯化亞錫、乙醇胺按照10:0.15:0.7的摩爾比混合併攪拌至澄清得到混合溶液，將混合溶液在60-80℃條件下加熱15-30min，加熱完畢後在氬氣氣氛中陳化1-2天，製得溶膠；
S2、將氧化錫基片固定在勻膠機上，以2000-2500轉/分鐘的速度旋轉，在基片上滴加溶膠，製得氧化錫基薄膜試樣；
S3、將氧化錫基薄膜試樣移至真空管式爐中，抽真空並通入氬氣，然後對薄膜試樣進行加熱乾燥，乾燥結束後自然冷卻；
S4、向真空管式爐內通入甲醛蒸氣形成甲醛氣氛，以1-3℃/分鐘速率升溫，至退火溫度600-650℃保溫10-30min，退火完成後自然冷卻，即製得氧化錫基薄膜材料。
優選地，所述溶膠凝膠法的步驟S2中的旋轉時間為20-30秒。
優選地，所述溶膠凝膠法的步驟S3中的乾燥溫度為200℃，乾燥時間為15-20min。
本發明提出的一種氧化錫基薄膜材料，採用溶膠凝膠法製得，製備成本低廉，工藝簡單，適合工業化生產。製得的氧化錫基薄膜材料遷移率高達8.6cm2V1S1。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。