[發明專利]半導體異質結構、其制備方法及半導體裝置

無效

• 申請號: 200910079249.5
• 申請日: 2009-03-05
• 公開（公告）號: CN101826549A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 胡鳳霞;王晶;孫繼榮;沈保根
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L21/20;C04B35/622
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 劉丹妮;郭廣迅

1.一種半導體異質結構，所述的半導體異質結構至少具有單晶硅半導體基片和形成于該單晶硅半導體基片上的鈣鈦礦錳氧化物，其特征在于，在所述單晶硅半導體基片和形成于該單晶硅半導體基片上的鈣鈦礦錳氧化物之間不含有其它插入層；其中，所述單晶硅半導體基片中單晶硅的取向為(100)，其導電性質為：n型或者p型，并且所述形成于該單晶硅半導體基片上的鈣鈦礦錳氧化物為單一取向(110)；所述鈣鈦礦錳氧化物為La_0.7Ca_0.3MnO₃或La_0.7Ba_0.3MnO₃。

2.根據權利要求1所述的半導體異質結構，其特征在于，所述鈣鈦礦錳氧化物層的厚度為5-500nm。

3.一種權利要求1或2所述的半導體異質結構的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)將所述單晶硅基片在小于10^-3Pa的高真空下加熱到比沉積溫度高50-200攝氏度的溫度，并保持1-500秒，從而分解表面殘存的硅氧化層；和

2)將所述單晶硅基片降低到沉積溫度，采用脈沖激光沉積技術在經過步驟1)處理后的單晶硅基片上直接沉積生成鈣鈦礦錳氧化物薄膜。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述沉積生成鈣鈦礦錳氧化物薄膜的操作包括：為了減少硅表面氧化，首先在氧壓為0.05-1Pa下沉積鈣鈦礦錳氧化物緩沖層，待沉積厚度達到3-999個原子層時，將氧氣壓調高至需要的數值后沉積相同材料的鈣鈦礦錳氧化物薄膜，所述薄膜厚度至5-500nm時，即生成所述硅/鈣鈦礦錳氧化物半導體異質結構。

5.根據權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，所述方法在所述步驟2)之前還包括下述步驟：

a)按La_0.7Ca_0.3MnO₃或La_0.7Ba_0.3MnO₃化學式配料，原材料為：La的氧化物或其碳酸鹽、Ca或Ba的氧化物或其碳酸鹽、Mn的氧化物或其碳酸鹽；

b)將原材料研磨充分混合后，700-1000攝氏度下煅燒9-24小時，取出再次研磨、再次在同樣條件下煅燒，反復3-4次，最后在1200-1350攝氏度下燒結成La_0.7Ca_0.3MnO₃或La_0.7Ba_0.3MnO₃靶材；

c)將制備好的靶材安裝在薄膜沉積腔內。

6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述脈沖激光沉積操作的具體?條件為：激光能量50-800mJ，脈沖頻率1-12赫茲；腔體內所述單晶硅基片和靶之間的距離1-8cm；薄膜沉積溫度為600-900攝氏度。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述單晶硅基片在沉積前經HF酸清洗以去除表面的SiO₂非晶層。

8.包含權利要求1或2所述半導體異質結構的半導體裝置。?