[发明专利]半导体异质结构、其制备方法及半导体装置

权利要求书

1.一种半导体异质结构，所述的半导体异质结构至少具有单晶硅半导体基片和形成于该单晶硅半导体基片上的钙钛矿锰氧化物，其特征在于，在所述单晶硅半导体基片和形成于该单晶硅半导体基片上的钙钛矿锰氧化物之间不含有其它插入层；其中，所述单晶硅半导体基片中单晶硅的取向为(100)，其导电性质为：n型或者p型，并且所述形成于该单晶硅半导体基片上的钙钛矿锰氧化物为单一取向(110)；所述钙钛矿锰氧化物为La_0.7Ca_0.3MnO₃或La_0.7Ba_0.3MnO₃。

2.根据权利要求1所述的半导体异质结构，其特征在于，所述钙钛矿锰氧化物层的厚度为5-500nm。

3.一种权利要求1或2所述的半导体异质结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)将所述单晶硅基片在小于10^-3Pa的高真空下加热到比沉积温度高50-200摄氏度的温度，并保持1-500秒，从而分解表面残存的硅氧化层；和

2)将所述单晶硅基片降低到沉积温度，采用脉冲激光沉积技术在经过步骤1)处理后的单晶硅基片上直接沉积生成钙钛矿锰氧化物薄膜。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述沉积生成钙钛矿锰氧化物薄膜的操作包括：为了减少硅表面氧化，首先在氧压为0.05-1Pa下沉积钙钛矿锰氧化物缓冲层，待沉积厚度达到3-999个原子层时，将氧气压调高至需要的数值后沉积相同材料的钙钛矿锰氧化物薄膜，所述薄膜厚度至5-500nm时，即生成所述硅/钙钛矿锰氧化物半导体异质结构。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述方法在所述步骤2)之前还包括下述步骤：

a)按La_0.7Ca_0.3MnO₃或La_0.7Ba_0.3MnO₃化学式配料，原材料为：La的氧化物或其碳酸盐、Ca或Ba的氧化物或其碳酸盐、Mn的氧化物或其碳酸盐；

b)将原材料研磨充分混合后，700-1000摄氏度下煅烧9-24小时，取出再次研磨、再次在同样条件下煅烧，反复3-4次，最后在1200-1350摄氏度下烧结成La_0.7Ca_0.3MnO₃或La_0.7Ba_0.3MnO₃靶材；

c)将制备好的靶材安装在薄膜沉积腔内。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光沉积操作的具体 条件为：激光能量50-800mJ，脉冲频率1-12赫兹；腔体内所述单晶硅基片和靶之间的距离1-8cm；薄膜沉积温度为600-900摄氏度。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述单晶硅基片在沉积前经HF酸清洗以去除表面的SiO₂非晶层。

8.包含权利要求1或2所述半导体异质结构的半导体装置。