在硅片上外延生长掺杂锰酸镧薄膜异质结材料的制备方法

摘要

本发明涉及在硅片上外延生长掺杂锰酸镧薄膜和异质结材料及制备方法，该材料包括在n型硅片上生长一层p型的掺杂锰酸镧La_1-xA_xMnO₃薄膜，形成p-n异质结材料；其中A为：Ca、Sr、Ba、Pb或Sn，所有x的取值范围为0.05～0.5；或在p型硅片上生长一层n型的掺杂锰酸镧La_1-xB_xMnO₃薄膜，形成p-n异质结材料；其中B为：Ce、Pr、Te、Nb、Sb或Ta，所有x的取值范围为0.05～0.5。制备方法采用两步法，将锰酸镧或掺杂的锰酸镧材料直接外延生长在硅衬底上，或把在硅片上生长的锰酸镧或掺杂锰酸镧作为缓冲层，然后再外延生长其它钙钛矿氧化物薄膜，或多层膜。

主权项

1.一种在硅片上外延生长掺杂锰酸镧薄膜异质结材料的制备方法，包括在激光分子束外延或脉冲激光淀积装置中，按以下步骤进行：(1).选用高温烧结的复合掺杂锰酸镧靶材，p型的靶材为掺杂锰酸镧La1-xAxMnO3，其中A为：Ca、Sr、Ba、Pb或Sn，所有x的取值范围为0.05～0.5；n型的靶材为掺杂锰酸镧La1-xBxMnO3，其中B为：Ce、Pr、Te、Nb、Sb或Ta，所有x的取值范围为0.05～0.5；(2).选用(100)取向表面抛光后的n型或p型硅片为衬底；(3).将步骤(2)所选衬底材料进行半导体标准的硅片化学清洗，把清洗干净后的硅片直接从氢氟酸洗液中取出；或者选用免清洗的硅片，把硅片在氢氟酸洗液中漂洗后，并即刻装入外延装置中的进样室或外延室内；(4).当硅片放入外延室后，使外延室真空度高于1×10-2Pa，进行外延生长；首先在室温到400℃的温度范围内，用脉冲激光溅射，在硅片上溅射1～20个原胞层的掺杂锰酸镧；(5)把步骤(4)溅射得到的表面有1～20个原胞层掺杂锰酸镧的硅片，加热到450℃～750℃，用反射式高能电子衍射仪观测，当观测到掺杂锰酸镧的衍射条纹出现后，就通入氧气和连续外延生长掺杂锰酸镧薄膜；(6)制备的膜厚达到要求后，停止激光溅射，维持生长时的流动氧气，把样品温度降至室温，然后从外延室取出样品，制备过程完成。