[发明专利]硅基分子束异质外延生长材料的制备方法及忆阻器和应用

说明书

本发明提供了一种硅基分子束异质外延生长材料的制备方法及忆阻器和应用，所述外延生长材料的结构是在P型Si衬底上依次生长SrTiOsubgt;3/subgt;层、Lasubgt;0.67/subgt;Srsubgt;0.33/subgt;MnOsubgt;3/subgt;层、（BaTiOsubgt;3/subgt;)subgt;0.5/subgt;‑(CeOsubgt;2/subgt;)subgt;0.5/subgt;层；硅基外延生长结构是在特定温度和特定氧压的情况下，依次生长第一层SrTiOsubgt;3/subgt;层、第二层Lasubgt;0.67/subgt;Srsubgt;0.33/subgt;MnOsubgt;3/subgt;层、第三层BaTiOsubgt;3/subgt;与CeOsubgt;2/subgt;原子比为0.5∶0.5的（BaTiOsubgt;3/subgt;)subgt;0.5/subgt;‑(CeOsubgt;2/subgt;)subgt;0.5/subgt;层。本发明所提供的硅基分子束异质外延生长方法使用激光脉冲沉积法，方法比较简单，容易控制，第一层SrTiOsubgt;3/subgt;缓冲层的厚度可达到40nm，并实现了忆阻器功能及仿神经特性。

技术领域

本发明涉及外延生长材料制备方法技术领域，具体涉及一种硅基分子束异质外延生长材料的制备方法及忆阻器和应用。

背景技术

在当今信息时代的大背景下，电子信息产业快速发展，电容器、二极管、三极管、CMOS管等电子元器件成为了电子信息产业的基础支柱。随着人类科研事业的不断发展，电子元器件不断进行着技术更新，从而极大的推动了电子信息产业的发展，改善人们生活的方方面面。

脉冲沉积技术这种新型的外延生长工艺在科学研究和生产制备上展现了不同于以往制备方法的特性，拥有优良的应用前景。自从上个世纪50年代末60年代初开始发展外延生长技术之后，由于其优异的生长特性成为电子及通信等领域新的研究热点，并在制造高频大功率器件，新材料科研探索等方面具有广泛地应用潜力。在作为科研探索基底领域，我们可以研究开发新的硅基分子束异质外延生长制造方法。

众所周知，外延生长是指在单晶衬底（基片）上生长一层有一定要求的、与衬底晶相相同的单晶层，犹如晶体向外延伸了一段。外延的质量可以随外延的方法的不同而发生显著的变化，并且和所选用的方法的及具体步骤的变化而产生相当大的变化，外延材料在集成电路和PN结隔离技术和大规模集成电路中有改善材料质量的特性被广泛应用，可以根据这一特性进行研发硅基分子束异质外延生长制备方法。PLD分子束外延技术是最新的晶体生长技术，将衬底置于超真空生长空腔内，将所需生长的单晶物质分别放到靶材靶套上，当衬底加热到一定温度，通入所需压强气体，打开激光使分子流射出，即可生长出单晶。其操作简单、制备方便，在未来应用上有着美好的前景。

在本发明中，我们通过调控不同温度、氧压、激光模式、激光频率的制备条件，制备出了可重复生长的外延样品。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅基分子束异质外延生长材料的制备方法及忆阻器和应用，以解决现有方法难以控制，一般只能生长一层外延材料的问题。

本发明为实现其目的采用的技术方案是：一种硅基分子束异质外延生长材料的制备方法，包括以下步骤：

a、将清洗好的Si衬底固定在脉冲激光沉积设备腔体的衬底台上，并将腔体抽真空至1×10^-4~5×10^-4Pa；