[发明专利]一种Cu与铁性氧化物功能薄膜集成的方法

权利要求书

1.一种Cu与铁性氧化物功能薄膜的集成方法，其特征在于它包括以下步骤：

a、以半导体材料为衬底，用丙酮和无水乙醇超声清洗干净，用高纯氮气吹干，放入磁控溅射真空室内；待真空室的背底真空度高于8.0×10^-4Pa时，开始溅射Ni-Al非晶薄膜，靶间距为3～10cm，溅射所用工作气体为Ar，沉积气压为1～100Pa，功率为3～100W，Ni-Al非晶薄膜厚度为3～200nm，构成Ni-Al/半导体衬底异质结构层；

b、在Ni-Al非晶薄膜基础上，转动样品台，靶间距为3～10cm，溅射所用工作气体为Ar，沉积气压为1～100Pa，功率为3～100W，Cu薄膜厚度为10～400nm；构成Cu/Ni-Al/半导体衬底异质结构层；

c、在Cu/Ni-Al/半导体衬底异质结构基础上，靶间距为3～10cm，溅射所用工作气体为Ar，沉积气压为1～100Pa，功率为3～100W，Ni-Al薄膜厚度为3～200nm；构架Ni-Al/Cu/Ni-Al/半导体衬底异质结构；

d、在Ni-Al/Cu/Ni-Al/半导体衬底异质结构层基础上，待真空室的背底真空度为高于1.0×10^-3Pa时，充入体积比为3∶1～1∶3的氩气和氧气，在100～500℃温度下、溅射压强为1～100Pa，功率为3～100W条件下，制备金属氧化物电极薄膜；构成金属氧化物电极/Ni-Al/Cu/Ni-Al/半导体衬底异质结构；对其进行500～600℃，2～1000s的快速退火处理；

e、在金属氧化物电极/Ni-Al/Cu/Ni-Al/半导体衬底异质结构基础上，用sol-gel法以1000～6000rad/min的转速、100-300℃的烘烤温度制备Pb(Zr_XTi_1-X)O₃薄膜，构成Pb(Zr_XTi_1-X)O₃/金属氧化物电极/Ni-Al/Cu/Ni-Al/半导体衬底结构，然后在500～700℃℃下快速退火1～30min；

f、在Pb(Zr_XTi_1-X)O₃/金属氧化物电极/Ni-Al/Cu/Ni-Al/半导体衬底异质结构基础上，在体积比为3∶1-1∶3的氩气和氧气，在室温-500℃温度下、溅射压强为1～100Pa，功率为3～100W条件下，制备金属氧化物电极薄膜，厚度为40～100nm；构成金属氧化物电极/Pb(Zr_XTi_1-X)O₃/金属氧化物电极/Ni-Al/Cu/Ni-Al/半导体衬底异质结构；

g、在靶间距为3～10cm，工作气体为Ar，沉积气压为1～100Pa，功率为3～100W条件下，生长40～200nm厚Pt电极；构成Pt/金属氧化物电极/Pb(Zr_XTi_1-X)O₃/金属氧化物电极/Ni-Al/Cu/Ni-Al/半导体衬底结构，在500～700℃℃下快速退火1～30min。

2.根据权利要求1中所述的Cu与铁性氧化物功能薄膜的集成方法，其特征在于衬底可以是表面含有不同厚度SiO₂的SiO₂/；Si或不同晶态的Si。

3.根据权利要求1中所述的Cu与铁性氧化物功能薄膜的集成方法，其特征在于所说的衬底是P型、n型或高纯Si的任意一种半导体材料。

4.根据权利要求1中所述的Cu与铁性氧化物功能薄膜的集成方法，其特征在于所说的衬底是蓝宝石、GaAs、氧化镁中的任意一种材料。

5.根据权利要求1或2所述的Cu与金属氧化物薄膜的集成方法，其特征在于所述的金属氧化物电极选用SrRuO₃、La_0.5Sr_0.5CoO₃、CaRuO₃、La_0.7Sr_0.3MnO₃、La_1-xSrxCoO₃和LaNiO₃的任意一种。

6.根据权利要求1或2所述的Cu与金属氧化物薄膜的集成方法，其特征在于所述Cu薄膜可以直接用纯铜泊或纯铜板替代。