CN117012622A - p型碲硒合金半导体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种p型碲硒合金半导体的制备方法，制备方法包括：将复合生长衬底置于石英管内，在石英管内气流流向的上游放置包含硒颗粒及二氧化碲粉末的沉积源，同时对沉积源及复合生长衬底进行加热，在匀速流通的混合气体下控制沉积源进行化学气相沉积反应生成p型碲硒合金半导体。本发明基于化学气相沉积法，在覆有二氧化硅氧化层的硅片衬底上生长p型碲硒合金半导体，通过控制工艺参数，可以制备得到带隙大小可调的p型碲硒合金半导体。p型碲硒合金半导体的尺寸介于数微米到十几微米之间，上述制备方法过程简单，无需价格昂贵的设备、沉积源及衬底，且能够避免生成的半导体材料中存在晶格缺陷，提高了p型碲硒合金半导体的制备质量。
Description
技术领域
本发明属于半导体材料制备的技术领域，尤其涉及一种p型碲硒合金半导体的制备方法。
背景技术
碲晶体和硒晶体都是p型的低维半导体材料，具有相似的螺旋链状分子结构以及显著的光学和电学各向异性。碲和硒可以以任意比例互溶形成二元合金半导体，碲硒合金半导体的晶体结构与碲或硒的晶体结构相似，同样具有螺旋的链状结构，其中链内的原子通过强烈的共价键结合，分子链之间通过较弱的范德华力结合。碲硒合金半导体的带隙介于碲和硒两种单质半导体的带隙之间(0.35–1.85eV)，其带隙大小随着硒元素占比的增加而增大。对于碲晶体而言，由于其带隙较小，作为沟道材料制备的晶体管电流开关比较低，不适合应用于高性能的逻辑电路中；由硒晶体制备的晶体管虽然具有较高的开关比，但是其载流子迁移率非常低，同样限制了其在高性能晶体管中的应用。通过调控碲硒合金半导体中硒元素的比例，可实现对其带隙大小的控制，由碲硒合金半导体制备的晶体管可以兼具较高的载流子迁移率和电流开关比。此外，碲硒合金半导体还具较好的光学吸收。鉴于碲硒合金半导体优异的电学和光学性质，其在微纳电子器件、光电子器件等领域具有良好的应用前景。
化学气相沉积法是一种常见的制备半导体薄膜材料的方法。与热蒸发、磁控溅射、激光脉冲沉积等薄膜制备技术相比，化学气相沉积法制备的薄膜具有更好的结晶质量，从而使得所制备的材料具备更好的电学及光学性能，可作为沟道材料构筑大规模集成电路以及光电子器件。目前文献报道中可通过热蒸镀的方式获得碲硒合金半导体(如，TanChaoliang,et al."Evaporated SexTe1-x Thin Films with Tunable Bandgaps forShort-Wave Infrared Photodetectors."Advanced Materials 2020,32,2001329.)，但合成的薄膜中存在较多的晶格缺陷，严重影响了其电学性能。因此，现有技术中通过热蒸镀的方式获得碲硒合金半导体的技术方法存在制备质量不高的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种p型碲硒合金半导体的制备方法，旨在解决现有技术中通过热蒸镀的方式获得碲硒合金半导体的技术方法所存在的制备质量不高的问题。
本发明实施例提供了一种p型碲硒合金半导体的制备方法，其中，方法包括：
将复合生长衬底置于石英管内，所述复合生长衬底为覆有二氧化硅氧化层的硅片；所述复合生长衬底位于气流流向的下游；
在所述石英管内气流流向的上游依次放置硒颗粒及二氧化碲粉末作为沉积源；其中，所述硒颗粒与所述二氧化碲粉末的质量比为至1.2:1至6:1；
通过加热炉同时对所述沉积源及所述复合生长衬底进行加热；
在匀速流通的混合气体下控制所述沉积源在预设温度下进行化学气相沉积反应，以生长形成p型碲硒合金半导体，氩气与氢气进行混合得到所述混合气体。
所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其中，所述硅片的上表面还包含50–320nm厚度的二氧化硅氧化层。
所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其中，所述将复合生长衬底置于石英管内之前，还包括：
使用丙酮、异丙醇依次对所述复合生长衬底进行初步清洗；
使用去离子水对初步清洗后的复合生长衬底进行超声清洗。
所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其中，所述硒颗粒的质量为1–200mg，其纯度在99.999％以上；
所述二氧化碲粉末的质量为1–50mg，其纯度在99.99％以上。
所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其中，所述混合气体中氢气的体积比为0％–30％。
所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其中，所述通过加热炉同时对所述沉积源及所述衬底进行加热之前，还包括：
通过法兰、橡胶密封圈对所述石英管进行密封并与混合气体进气阀门连接；
通过机械泵抽去所述石英管内的空气，所述石英管内压强低于10Pa时通入所述混合气体以使所述石英管内的压强恢复至常压；
重复上述抽气-通气的步骤3–5次，以去除所述石英管内的氧和水汽。
所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其中，所述复合生长衬底与二氧化碲粉末沉积源之间的间距为15–30cm；
所述加热炉为双温区加热炉，通过对所述双温区加热炉中两个温区的加热温度分别进行控制，通过对二氧化碲粉末沉积源进行加热以形成的温度梯度差来控制复合生长衬底的加热温度。
所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其中，所述双温区加热炉的两个温区在40–50min内将所述沉积源由室温升温至预设温度，控制所述沉积源在所述预设温度下生长5–30min后，停止加热并自然降温至室温。
所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其中，所述硒颗粒的预设温度为280–350℃，所述二氧化碲粉末的预设温度为700–850℃，所述复合生长衬底的加热终温度为150–300℃。
所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其中，所述沉积源在加热升温、加热反应以及降温的过程中，控制所述混合气体通入所述石英管的流量为50–300sccm。
本发明实施例提供了一种p型碲硒合金半导体的制备方法，方法包括：将复合生长衬底置于石英管内，在石英管内气流流向的上游放置包含硒颗粒及二氧化碲粉末的沉积源，同时对沉积源及复合生长衬底进行加热，在匀速流通的混合气体下控制沉积源进行化学气相沉积反应生成p型碲硒合金半导体。本发明基于化学气相沉积法，在覆有二氧化硅氧化层的硅片衬底上生长p型碲硒合金半导体，通过控制两种沉积源的质量比及加热温度、反应时间、混合气体中氢气的比例及气体流量、生长衬底的温度等工艺参数，可以制备得到带隙大小可调的p型碲硒合金半导体。p型碲硒合金半导体的尺寸介于数微米到十几微米之间，上述制备方法过程简单，无需价格昂贵的设备、沉积源及衬底，且能够避免生成的半导体材料中存在晶格缺陷，提高了p型碲硒合金半导体的制备质量。所得p型碲硒合金半导体中两种元素的摩尔比任意可调，其带隙大小介于0.35–1.85eV之间，可以作为p型沟道材料应用到场效应晶体管领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的p型碲硒合金半导体的制备方法的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的p型碲硒合金半导体的制备方法的晶体光学显微镜照片图；
图3为本发明实施例提供的p型碲硒合金半导体的制备方法的效果示意图；
图4为本发明实施例提供的p型碲硒合金半导体的制备方法的另一效果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在本实施例中，请参阅图1，图1为本发明实施例提供的p型碲硒合金半导体的制备方法的方法流程图。如图所示，本发明实施例提供了一种p型碲硒合金半导体的制备方法，包括步骤S110～S140。
S110、将复合生长衬底置于石英管内，所述复合生长衬底为覆有二氧化硅氧化层的硅片。
将复合生长衬底置于石英管内，所述复合生长衬底为覆有二氧化硅氧化层的硅片，并且所述复合生长衬底位于气流流向的下游。在具体实施过程中，可采用表面覆有二氧化硅氧化层的硅片作为复合生长衬底，并且设置复合生长衬底中硅片的上表面覆盖的二氧化硅氧化层的厚度为50–320nm，设置这一厚度的二氧化硅氧化层的目的在于阻止气态化合物沉积源在高温下与硅发生化学反应。
进一步的，将复合生长衬底置于石英管内之前，还包括：使用丙酮、异丙醇依次对所述复合生长衬底进行初步清洗；使用去离子水对初步清洗后的复合生长衬底进行超声清洗。复合生长衬底放置在石英管之前依次经过丙酮、异丙醇和去离子水超声清洗，以去除硅片表面的杂质颗粒以及有机残留物。
S120、在所述石英管内气流流向的上游依次放置硒颗粒及二氧化碲粉末作为沉积源。
在所述石英管内气流流向的上游依次放置硒颗粒及二氧化碲粉末作为沉积源；其中，所述硒颗粒与所述二氧化碲粉末的质量比为至1.2:1至6:1。复合生长衬底放置于石英管内气流流向的下游，气流方向的上游放置沉积源，沉积源中的硒颗粒及二氧化碲粉末分别放置于石英管中与沉积源对应的两个加热温区中心位置，并且硒颗粒位于所述二氧化碲粉末的上游(气流流向的上游)。
进一步的，所述硒颗粒的质量为1–200mg，其纯度在99.999％以上；所述二氧化碲粉末的质量为1–50mg，其纯度在99.99％以上，在石英管内放置具有高纯度的硒颗粒和二氧化碲作为p型碲硒合金半导体的沉积源。
S130、通过加热炉同时对所述沉积源及所述复合生长衬底进行加热。
通过加热炉同时对所述沉积源及所述复合生长衬底进行加热。其中，复合生长衬底与二氧化碲粉末沉积源之间的间距为15–30cm；所述加热炉为双温区加热炉，通过对所述双温区加热炉中两个温区的加热温度分别进行控制，通过两个温区对二氧化碲粉末沉积源进行加热以形成的温度梯度差来控制复合生长衬底的加热温度。其中，所述双温区加热炉的两个温区在40–50min内将所述沉积源由室温升温至预设温度，控制所述沉积源在所述预设温度下生长5–30min后，停止加热并自然降温至室温。具体的所述硒颗粒的预设温度为280–350℃，所述二氧化碲粉末的预设温度为700–850℃，所述复合生长衬底的加热终温度为150–300℃。
在具体实施例中，本申请方案使用双温区加热炉分别对硒颗粒、二氧化碲粉末以及复合生长衬底进行加热。其中双温区加热炉的两个温区的温度可以独立控制，复合生长衬底的温度通过石英管的温度梯度差进行控制，即通过控制复合生长衬底与沉积源中二氧化碲粉末对应的加热区的距离，进而实现对复合生长衬底温度的控制；本申请实施例中设置复合生长衬底与二氧化碲粉末沉积源之间的间距为15–30cm。其中，可在40–60min内将双温区加热炉的两个温区对应的硒颗粒及二氧化碲粉末同时升温至预设温度，由于加热炉为双温区加热炉，因此可分别对硒颗粒及二氧化碲粉末设置两个独立的预设温度，也即实现对硒颗粒及二氧化碲粉末单独进行加热控制。其中，硒颗粒的预设温度为280–350℃，所述二氧化碲粉末的预设温度为700–850℃，复合生长衬底的加热终温度为150–300℃，并控制p型碲硒合金半导体的加热反应时间为5–30min。
其中，所述沉积源在加热升温、加热反应以及降温的过程中，控制所述混合气体通入所述石英管的流量为50–300sccm。待p型碲硒合金半导体生长结束后，停止加热程序使加热炉自然降至室温取出复合生长衬底，通过光学显微镜观察复合生长衬底上的样品，可以观察到其表面生长有大量的p型碲硒合金半导体材料。
进一步的，在进行加热之前，还包括：通过法兰、橡胶密封圈对所述石英管进行密封并与混合气体进气阀门连接；通过机械泵抽去所述石英管内的空气，所述石英管内压强低于10Pa时通入所述混合气体以使所述石英管内的压强恢复至常压；重复上述抽气-通气的步骤3–5次，以去除所述石英管内的氧和水汽。
在开启加热炉进行加热之前可通过机械泵抽去石英管反应腔室内的空气，当腔室内压强低于10Pa时通入上述混合气体(由氩气及氢气组成)以恢复石英管内的压强至大气压强，重复上述抽气-通气的步骤3–5次，从而去除石英管内的氧气和水汽，以尽可能减小反应腔室内的空气对化学气相沉积生长p型碲硒合金半导体的影响。
S140、在匀速流通的混合气体下控制所述沉积源在预设温度下进行化学气相沉积反应，以生长形成p型碲硒合金半导体，氩气与氢气进行混合得到所述混合气体。
在匀速流通的混合气体下控制所述沉积源在预设温度下进行化学气相沉积反应，以生长形成p型碲硒合金半导体，氩气与氢气进行混合得到所述混合气体。进一步地，混合气体中氢气的体积比为0％–30％。
合金半导体中各元素的比例是控制合金半导体带隙大小的关键因素。p型碲硒合金半导体的带隙介于碲和硒两种单质半导体的带隙之间(0.35–1.85eV)，其带隙大小随着硒元素占比的增加而增大。通过对化学气相沉积过程生长工艺参数的调控进而控制碲硒合金半导体中两种元素的比例，可实现对其带隙大小的控制，由所得碲硒合金半导体所制备的晶体管可以兼具较高的载流子迁移率和电流开关比。为p型碲硒合金半导体在微纳电子器件、光电子器件领域的应用奠定基础。
本发明的有益效果：本发明基于化学气相沉积法，在覆有二氧化硅氧化层的硅片衬底上生长p型碲硒合金半导体，通过控制两种沉积源的质量比及加热温度、反应时间、混合气体中氢气的比例及气体流量、生长衬底的温度等工艺参数，可以制备得到带隙大小可调的p型碲硒合金半导体。p型碲硒合金半导体的尺寸介于数微米到十几微米之间，上述制备方法过程简单，无需价格昂贵的设备、沉积源及衬底，且能够避免生成的半导体材料中存在晶格缺陷，提高了p型碲硒合金半导体的制备质量。所得p型碲硒合金半导体中两种元素的摩尔比任意可调，其带隙大小介于0.35–1.85eV之间，可以作为p型沟道材料应用到场效应晶体管领域。
实施例1
将覆有300nm二氧化硅氧化层的硅片作为复合生长衬底，将该衬底依次经过丙酮、异丙醇和去离子水超声清洗，随后置于石英管的下游作为碲硒合金半导体的复合生长衬底，复合生长衬底距离石英管下游中心加热区的距离为25cm。
称取质量为50mg的硒颗粒和30mg的二氧化碲粉末置于石英舟中，随后将二氧化碲置于石英管下游的中心加热区，硒颗粒置于石英管上游的中心加热区。
通过法兰、橡胶密封圈对管式炉中的石英管进行密封并与混合气体进气阀门连接，接着利用真空机械泵抽去石英管中内的空气，使得石英管内的压强降至10Pa以下，随后通入氩气/氢气混合气体将所述石英管内的压强充至常压，混合气体中氢气的体积比为10％。再次通过真空机械泵抽去石英管内的氩气/氢气混合气体，使得石英管内的压强降至10Pa以下；重复以上过程3次，以尽可能减小石英管内的空气对化学气相沉积生长p型碲硒合金半导体的影响。
待反应腔室通入混合气体至大气压强后，其中混合气体中氢气的体积比为10％。随后保持混合气体的流量为100sccm，打开石英管下游法兰连接处的常压排气阀门，接着打开管式炉同时对两种沉积源以及复合生长衬底进行加热。其中硒颗粒沉积源所在中心加热区经过40min由室温升温到300℃，二氧化碲沉积源所在中心加热区经过40min由室温升温到750℃，分别维持两个温区抵达的最高温度加热30min，通过温度梯度控制，复合生长衬底最终的温度在180–200℃。反应结束后，停止双温区管式炉的加热程序使其自然降温，待室温时取样。
对比例2
将覆有300nm二氧化硅氧化层的硅片作为复合生长衬底，将该复合生长衬底依次经过丙酮、异丙醇和去离子水超声清洗，随后置于石英管的下游作为碲硒合金半导体的复合生长衬底，复合生长衬底距离石英管下游中心加热区的距离为25cm。
称取质量为120mg的硒颗粒和30mg的二氧化碲粉末置于石英舟中，随后将二氧化碲置于石英管下游的中心加热区，硒颗粒置于石英管上游的中心加热区。
通过法兰、橡胶密封圈对管式炉中的石英管进行密封并与混合气体进气阀门连接，接着利用真空机械泵抽去石英管中内的空气，使得石英管内的压强降至10Pa以下，随后通入氩气/氢气混合气体将所述石英管内的压强充至常压，混合气体中氢气的体积比为10％。再次通过真空机械泵抽去石英管内的氩气/氢气混合气体，使得石英管内的压强降至10Pa以下；重复以上过程3次，以尽可能减小石英管内的空气对化学气相沉积生长p型碲硒合金半导体的影响。
待反应腔室通入混合气体至大气压强后，其中混合气体中氢气的体积比为10％。随后保持混合气体的流量为100sccm，打开石英管下游法兰连接处的常压排气阀门，接着打开管式炉同时对两种沉积源以及复合生长衬底进行加热。其中硒颗粒沉积源所在中心加热区经过40min由室温升温到300℃，二氧化碲沉积源所在中心加热区经过40min由室温升温到750℃，分别维持两个温区抵达的最高温度加热30min，通过温度梯度控制，复合生长衬底最终的温度在180–200℃。反应结束后，停止双温区管式炉的加热程序使其自然降温，待室温时取样。
实施例1及实施例2主要考察沉积源硒颗粒的用量对化学气相沉积法制备的p型碲硒合金半导体形貌、两种元素的摩尔比及电学性能的影响，区别在于使用了不同质量的硒颗粒。
请参阅图2，图2为基于化学气相沉积的方法使用不同用量的硒颗粒和二氧化碲粉末在硅片衬底制备所得的p型碲硒合金半导体的光学显微镜图。附图2中(a)图即为基于化学气相沉积的方法使用50mg的硒颗粒和30mg的二氧化碲粉末在硅片衬底制备所得的p型碲硒合金半导体的光学显微镜图，碲硒合金半导体中硒的摩尔百分数为20％，碲的摩尔百分数为80％，记为Se0.2Te0.8；附图2中(b)图即为基于化学气相沉积的方法使用120mg的硒颗粒和30mg的二氧化碲粉末在硅片衬底制备所得的p型碲硒合金半导体的光学显微镜图，碲硒合金半导体中硒的摩尔百分数为30％，碲的摩尔百分数为70％，记为Se0.3Te0.7。通过对比可知，随着硒颗粒沉积源用量的增加，所得碲硒合金半导体中硒的摩尔百分数也会相应的增加。此外，两种沉积源用量比不同时在硅片衬底上所得碲硒合金半导体的形貌和尺寸没有显著差异。
请参阅图3，图3为基于化学气相沉积的方法使用不同用量的硒颗粒和二氧化碲粉末在硅片衬底制备所得的p型碲硒合金半导体的晶体管的转移特性曲线。附图3中(a)图即为基于化学气相沉积的方法使用50mg的硒颗粒和30mg的二氧化碲粉末在硅片衬底制备所得的碲硒合金半导体(Se0.2Te0.8)的晶体管的转移特性曲线，其表现为p型半导体；附图3中(b)图即为基于化学气相沉积的方法使用120mg的硒颗粒和30mg的二氧化碲粉末在硅片衬底制备所得的碲硒合金半导体(Se0.3Te0.7)的晶体管的转移特性曲线，亦表现为p型半导体晶体管特性。通过对比可知，两种沉积源用量比不同时在硅片衬底上所得碲硒合金半导体的晶体管都表现为p型导电，他们的电流开关比不同，其中由Se0.2Te0.8所制备的晶体管的开关比约为102，由Se0.3Te0.7所制备的晶体管的开关比约为104，随着碲硒合金半导体中Se含量的增加，电流开关比有显著的增加。
请参阅图4，图4为基于化学气相沉积的方法使用不同用量的硒颗粒和二氧化碲粉末在硅片衬底制备所得的p型碲硒合金半导体的晶体管的载流子迁移率。附图4中(a)图即为基于化学气相沉积的方法使用50mg的硒颗粒和30mg的二氧化碲粉末在硅片衬底制备所得的p型碲硒合金半导体(Se0.2Te0.8)的迁移率，其最大场效应空穴迁移率是265cm-1V-1s-1；附图4中(b)图即为基于化学气相沉积的方法使用120mg的硒颗粒和30mg的二氧化碲粉末在硅片衬底制备所得的p型碲硒合金半导体(Se0.3Te0.7)的迁移率，其最大场效应空穴迁移率是115cm-1V-1s-1。通过对比可知，两种沉积源用量比不同时在硅片衬底上所得碲硒合金半导体的晶体管的最大迁移率不同，随着碲硒合金半导体中Se含量的增加，迁移率有一定程度的下降。
本发明技术方法公开了一种p型碲硒合金半导体的制备方法，方法包括：将复合生长衬底置于石英管内，在石英管内气流流向的上游放置包含硒颗粒及二氧化碲粉末的沉积源，同时对沉积源及复合生长衬底进行加热，在匀速流通的混合气体下控制沉积源进行化学气相沉积反应生成p型碲硒合金半导体。本发明基于化学气相沉积法，在覆有二氧化硅氧化层的硅片衬底上生长p型碲硒合金半导体，通过控制两种沉积源的质量比及加热温度、反应时间、混合气体中氢气的比例及气体流量、生长衬底的温度等工艺参数，可以制备得到带隙大小可调的p型碲硒合金半导体。p型碲硒合金半导体的尺寸介于数微米到十几微米之间，上述制备方法过程简单，无需价格昂贵的设备、沉积源及衬底，且能够避免生成的半导体材料中存在晶格缺陷，提高了p型碲硒合金半导体的制备质量。所得p型碲硒合金半导体中两种元素的摩尔比任意可调，其带隙大小介于0.35–1.85eV之间，可以作为p型沟道材料应用到场效应晶体管领域。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种p型碲硒合金半导体的制备方法，其特征在于，方法包括：
将复合生长衬底置于石英管内，所述复合生长衬底为覆有二氧化硅氧化层的硅片；所述复合生长衬底位于气流流向的下游；
在所述石英管内气流流向的上游依次放置硒颗粒及二氧化碲粉末作为沉积源；其中，所述硒颗粒与所述二氧化碲粉末的质量比为至1.2:1至6:1；
通过加热炉同时对所述沉积源及所述复合生长衬底进行加热；
在匀速流通的混合气体下控制所述沉积源在预设温度下进行化学气相沉积反应，以生长形成p型碲硒合金半导体，氩气与氢气进行混合得到所述混合气体。
2.根据权利要求1所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其特征在于，所述硅片的上表面还包含50–320nm厚度的二氧化硅氧化层。
3.根据权利要求1或2所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其特征在于，所述将复合生长衬底置于石英管内之前，还包括：
使用丙酮、异丙醇依次对所述复合生长衬底进行初步清洗；
使用去离子水对初步清洗后的复合生长衬底进行超声清洗。
4.根据权利要求1所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其特征在于，所述硒颗粒的质量为1–200mg，其纯度在99.999％以上；
所述二氧化碲粉末的质量为1–50mg，其纯度在99.99％以上。
5.根据权利要求1所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其特征在于，所述混合气体中氢气的体积比为0％–30％。
6.根据权利要求1或5所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其特征在于，所述通过加热炉同时对所述沉积源及所述衬底进行加热之前，还包括：
通过法兰、橡胶密封圈对石英管进行密封并与混合气体进气阀门连接；
通过机械泵抽去所述石英管内的空气，所述石英管内压强低于10Pa时通入所述混合气体以使所述石英管内的压强恢复至常压；
重复上述抽气-通气的步骤3–5次，以去除所述石英管内的氧和水汽。
7.根据权利要求1所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其特征在于，所述复合生长衬底与二氧化碲粉末沉积源之间的间距为15–30cm；
所述加热炉为双温区加热炉，通过对所述双温区加热炉中两个温区的加热温度分别进行控制，通过对二氧化碲粉末沉积源进行加热以形成的温度梯度差来控制复合生长衬底的加热温度。
8.根据权利要求7所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其特征在于，所述双温区加热炉的两个温区在40–50min内将所述沉积源由室温升温至预设温度，控制所述沉积源在所述预设温度下生长5–30min后，停止加热并自然降温至室温。
9.根据权利要求8所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其特征在于，所述硒颗粒的预设温度为280–350℃，所述二氧化碲粉末的预设温度为700–850℃，所述复合生长衬底的加热终温度为150–300℃。
10.根据权利要求8所述的p型碲硒合金半导体的制备方法，其特征在于，所述沉积源在加热升温、加热反应以及降温的过程中，控制所述混合气体通入所述石英管的流量为50–300sccm。
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