[發明專利]一種具有高載流子濃度和高電子遷移率的鋁酸鑭/鈦酸鍶異質結及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910302421.2
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110010676B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 胡海龍;岳建嶺;黃小忠
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/24;H01L21/363;H01L29/778
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉;魏娟

1.一種具有高載流子濃度和高電子遷移率的LaAlO₃/SrTiO₃異質結，其特征在于：包括襯底及其表面的外延層；所述外延層具有LaAlO₃與SrTiO₃交替呈現的量子阱結構；

所述外延層的總厚度為10nm～0.5μm，包含至少5個交替疊加的LaAlO₃薄層與SrTiO₃薄層；

所述襯底為晶體學取向為(100)或(111)或(110)的SrTiO₃。

2.權利要求1所述的一種具有高載流子濃度和高電子遷移率的LaAlO₃/SrTiO₃異質結的制備方法，其特征在于：將襯底進行表面清潔處理后，通過激光分子束外延法在襯底表面生成LaAlO₃與SrTiO₃交替呈現的量子阱結構外延層，冷卻至室溫，即得；通過激光分子束外延法在襯底表面生成LaAlO₃與SrTiO₃交替呈現的量子阱結構外延層的條件：溫度為700℃～900℃，氧氣氛圍壓力為10^-8Torr～10^-1Torr，激光能量為0.8J/cm²～2.5J/cm²，激光頻率為1Hz～10Hz，襯底離靶材的距離為2～15cm。

3.根據權利要求2所述的一種具有高載流子濃度和高電子遷移率的LaAlO₃/SrTiO₃異質結的制備方法，其特征在于：所述襯底表面采用有機醇類溶劑超聲清洗5～10分鐘至表面干凈。

4.根據權利要求2所述的一種具有高載流子濃度和高電子遷移率的LaAlO₃/SrTiO₃異質結的制備方法，其特征在于：所述冷卻過程中降溫速率為10℃/min～40℃/min。

5.權利要求1所述的一種具有高載流子濃度和高電子遷移率的LaAlO₃/SrTiO₃異質結的應用，其特征在于：應用于制備晶體管。

6.根據權利要求5所述的一種具有高載流子濃度和高電子遷移率的LaAlO₃/SrTiO₃異質結的應用，其特征在于：通過光刻膠工藝在LaAlO₃/SrTiO₃異質結的外延層表面制備晶體管圖形。

7.根據權利要求6所述的一種具有高載流子濃度和高電子遷移率的LaAlO₃/SrTiO₃異質結的應用，其特征在于：所述晶體管圖形包括源極、漏極和控制柵。