[发明专利]偏置电场调制的氧化物半导体异质结构、其制备方法和装置

权利要求书

1.一种偏置电场调制的全氧化物半导体异质结构，其特征在于，所述的半导体异质结构包括：驰豫型铁电单晶基片和形成于该基片上的全氧化物异质结构。

2.根据权利要求1所述的半导体异质结构，其特征在于，所述的驰豫型铁电单晶的化学通式为：(1-y)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-(y)PbTiO₃，其中，y的范围是：0.2～0.4；其取向为(001)以及各种斜切取向，优选为(001)取向。

3.根据权利要求1所述的半导体异质结构，其特征在于，所述的全氧化物异质结构由空穴型(p型)钙钛矿锰氧化物薄膜和电子型(n型)钙钛矿氧化物薄膜构成，并外延生长在驰豫型铁电单晶基片上。

4.根据权利要求1或3所述的半导体异质结构，其特征在于，所述的空穴型(p型)钙钛矿锰氧化物的化学通式为：R_1-xA_xMnO_3±δ，其中，

R选自以下稀土元素中的一种或几种：La、Pr、Eu、Ho和Nd；

A选自以下元素中的一种或几种：Ca、Sr、Ba和Y；

x的范围是：0＜x＜1；和

δ的范围是：0≤δ≤0.5。

5.根据权利要求1或3所述的半导体异质结构，其特征在于，所述的电子型(n型)钙钛矿氧化物的化学通式为：Sr_1-xLa_xTi_1-yNb_yO_3-δ，其中，

x的范围是：0＜x≤0.5；

y的范围是：0＜y≤0.3；

δ的范围是：0≤δ≤0.5。

6.根据权利要求1所述的半导体异质结构，其特征在于，所述的驰豫型铁电单晶基片的厚度为0.05-0.5mm，所述的空穴型(p型)钙钛矿锰氧化物薄膜的厚度为5-500nm，所述的电子型(n型)钙钛矿氧化物薄膜的厚度为5-500nm。

7.一种制备权利要求1-6任一项所述半导体异质结构的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)将驰豫型铁电单晶基片、空穴型(p型)钙钛矿锰氧化物靶材和电子型(n型)钙钛矿氧化物靶材安装在薄膜沉积腔内；

2)利用脉冲激光沉积操作，在驰豫型铁电单晶基片上交替生长空穴型(p型)钙钛矿锰氧化物薄膜和电子型(n型)钙钛矿氧化物薄膜，生成全氧化物半导体异质结构。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述空穴型(p型)钙钛矿锰氧化物的化学通式为：R_1-xA_xMnO_3±δ，其中，

R选自以下稀土元素中的一种或几种：La、Pr、Eu、Ho和Nd；

A选自以下元素中的一种或几种：Ca、Sr、Ba和Y；

x的范围是：0＜x＜1；和

δ的范围是：0≤δ≤0.5。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述空穴型(p型)钙钛矿锰氧化物靶材是通过以下方法制备得到的：按R_1-xA_xMnO_3±δ化学式配料，原材料分别为R、A、Mn的氧化物或其碳酸盐；将原材料研磨充分混合后，在800-1000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R_1-xA_xMnO_3±δ靶材。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电子型(n型)钙钛矿氧化物的化学通式为：Sr_1-xLa_xTi_1-yNb_yO_3-δ，其中，

x的范围是：0＜x≤0.5；

y的范围是：0＜y≤0.3；

δ的范围是：0≤δ≤0.5。