[發明專利]稀磁半導體及其制備方法

有效

• 申請號: 201711493907.6
• 申請日: 2017-12-31
• 公開（公告）號: CN108190941B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 韓愛文
• 申請（專利權）人: 樂清海創智能科技有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種稀磁半導體的制備方法，制備方法包括如下步驟：制備復合氧化銦靶材；提供氧化鋁基片，并對氧化鋁基片進行清洗和拋光，得到第一氧化鋁基片；將第一氧化鋁基片放入真空室進行預濺射，得到第二氧化鋁基片；利用脈沖激光沉積方法，在第二氧化鋁基片上沉積氧化銅薄膜，得到第一復合氧化鋁基片；利用脈沖激光沉積方法，在第一復合氧化鋁基片上沉積氧化亞銅薄膜，得到第二復合氧化鋁基片；利用脈沖激光沉積方法，在第二復合氧化鋁基片上沉積鐵鈷釓摻雜的氧化銦薄膜。本發明通過氧化銦薄膜中摻雜鐵、鈷、釓原子，大幅度提高了稀磁半導體的磁性能，使得復合薄膜能夠有效的用于存儲器件。

技術領域

本發明涉及層狀材料領域，特別涉及一種稀磁半導體及其制備方法。

背景技術

當今和未來社會是信息主宰的時代，我們的日常生活和對信息的傳輸和儲存密不可分。為了能夠提高存儲密度或者運算速度，需要減小集成電路中每個管子的尺寸，或者減小每個磁性存儲元素的尺寸。在原子尺度下，量子現象將會凸現出來，材料的物理和化學性質將會發生變化；此外，隨著芯片運行速度不斷的加快，晶體管之間越來越近的距離使得單位面積器件能耗的增大，這樣必然使得熱損傷問題凸現出來。基于上述問題，自旋電子學應運而生，自旋電子學主要基于同時利用電子的電荷和自旋這兩個屬性的思想，從而實現對信息超大容量存儲和超高速處理。

稀磁半導體獨特的性質對于自旋電子器件的低能耗和小型化是至關重要的。現有技術文獻1(《Fe摻雜In₂O₃稀磁半導體薄膜及納米點陣列的制備與研究》，陳丹，山西師范大學碩士學位論文)研究了一種Fe摻雜In₂O₃稀磁半導體薄膜，該現有技術文獻在比較成熟的In₂O₃體系中實現了稀磁半導體，但是該現有技術至少存在如下缺陷：1、直接在氧化鋁基片上沉積Fe摻雜的In₂O₃稀磁半導體薄膜，從而在氧化鋁與In₂O₃之間存在著晶格適配，致使基片與薄膜之間存在較大的適配應力，導致薄膜沉積效果較差，薄膜易脫落；2、稀磁半導體磁性較弱，不能很好的用于存儲器件。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種稀磁半導體及其制備方法，從而克服現有技術的缺點。

為實現上述目的，本發明提供了一種稀磁半導體的制備方法，其特征在于：制備方法包括如下步驟：制備復合氧化銦靶材，復合氧化銦靶材的分子式為(In_1-x-y-zFe_xCo_yGd_z)₂O₃，其中，x＝0.02-0.04，y＝0.01-0.02，z＝0.01-0.02；提供氧化鋁基片，并對氧化鋁基片進行清洗和拋光，得到第一氧化鋁基片；將第一氧化鋁基片放入真空室進行預濺射，得到第二氧化鋁基片；利用脈沖激光沉積方法，在第二氧化鋁基片上沉積氧化銅薄膜，得到第一復合氧化鋁基片；利用脈沖激光沉積方法，在第一復合氧化鋁基片上沉積氧化亞銅薄膜，得到第二復合氧化鋁基片；利用脈沖激光沉積方法，在第二復合氧化鋁基片上沉積鐵鈷釓摻雜的氧化銦薄膜。

優選地，上述技術方案中，制備復合氧化銦靶材的具體工藝為：以In₂O₃、Fe₂O₃、Gd₂O₃以及CoO為原料，按照分子式對原料進行重量配比；對配比之后的各原料進行研磨，并對研磨之后的原料進行真空預燒結，真空預燒結工藝為：燒結溫度為800-900℃，燒結時間為5-10h；對真空預燒結之后的粉末進行第二研磨；對第二研磨之后的粉末進行真空燒結，真空燒結工藝為：燒結溫度為1150-1200℃，燒結時間為13-15h。