[实用新型]一种新型双层磁性绝缘硅复合材料

说明书

本实用新型涉及一种新型双层磁性绝缘硅复合材料，包含由磁性层和绝缘层组成的中间层；所述中间层的上表面和下表面分别设置有单晶硅片；所述绝缘层，包含二氧化硅基多元复合材料层；所述二氧化硅基多元复合材料层的上表面设置有磁性层；所述磁性层的上表面设置有第一二氧化硅膜层；所述二氧化硅基多元复合材料层的下表面设置有第二二氧化硅膜层；本实用新型的新型双层磁性绝缘硅复合材料具有完整的单晶硅晶格结构，所述磁性层和绝缘层的各组分的厚度和深度分布可调，电学和磁学性能优良，且不需采用复杂昂贵设备，整体制备工艺简单、易行、低成本。

技术领域

本实用新型涉及一种低成本、高性能、易加工的新型双层磁性绝缘硅复合材料。

背景技术

SOI（Silicon On Insulator）绝缘硅材料因其独特优良的性能近期得到了广泛的重视和应用。通过绝缘埋层，SOI绝缘硅材料实现了片上器件与衬底的全介质隔离，从而减小了寄生电容、降低了功耗、提高了运算速度、消除了闩锁效应；又由于与现有硅半导体工艺兼容，使其被公认为“21世纪的硅集成电路技术”，发展前景不可限量。

单晶硅是一种半导体材料，可以根据半导体的特性掺杂来改变自身的性质，因此可以向硅中掺入磁性元素使其具有磁性，通过这种方式制成的磁性半导体材料兼具半导体性质和磁学性质。

以前制备SOI绝缘硅材料的方法主要有两大类型：离子注入法和键合法，前者通过离子注入在硅片表面下一定距离内形成氧化硅埋层，后者通过硅片间水或其它物质在高温下形成片间氧化硅层并使两片硅片合二为一。

上述两大类型制备工艺均具有严重的缺陷，离子注入会使单晶硅晶格结构遭受严重破坏，能量越高损伤越大；注入的离子虽经退火后可以在表面下一定空间内形成氧化硅层，但这只是SiO₂和SiOx的混合体，距离完美的SiO₂结构有相当的距离，此外氧化层在硅片内的深度、厚度均难以控制；而键合法片间形成的主要也是SiO₂-Si（OH）x混合物，直接影响键和强度和绝缘性能。

另一方面，传统的SOI绝缘硅材料结构、性能单一，并不能形成功能多样化的半导体材料，因此在很多领域的应用往往受到限制。

发明内容

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种低成本、高性能、易加工的新型双层磁性绝缘硅复合材料。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种新型双层磁性绝缘硅复合材料，包含由磁性层和绝缘层组成的中间层；所述中间层的上表面和下表面分别设置单晶硅片；其特征在于：所述绝缘层，包含二氧化硅基多元复合材料层；所述磁性层，包含磁性功能材料层；磁性层的上表面设置有第一二氧化硅膜层，下表面设置二氧化硅基多元复合材料层，所述二氧化硅基多元复合材料层的下表面设置有第二二氧化硅膜层。

优选的，所述二氧化硅基多元复合材料层由二氧化硅基多元无机复合材料制成；所述磁性层是由铁氧体材料制成。

优选的，所述新型双层磁性绝缘硅复合材料的层间结构为Si-SiO₂-磁性材料层-复合材料层-SiO₂-Si。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型所述的新型双层磁性绝缘硅复合材料能够保持有完整的单晶硅晶格结构，所述新型双层磁性绝缘硅复合材料的磁性层和绝缘层的各组分的厚度和深度分布可调，电学和磁学性能优良，且不需采用复杂昂贵设备，整体制备工艺简单、易行、成本低。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

附图1为本实用新型所述的新型双层磁性绝缘硅复合材料的示意图；