郝兰众 刘云杰

（中国石油大学〈华东〉理学院 山东 青岛 266555）

0 前言

自从高温超导和巨磁阻现象发现以来，具有钙钛矿结构的镧系氧化物薄膜材料，如LaCaMnO3、LaSrMnO3及LaBaMnO3（LBMO）等，受到了光泛的研究[1-3]。 考虑到其良好的磁学、光学及电学等性质，若把镧系氧化物薄膜与其它氧化物材料集成在一起，不仅可研制具有光、磁、电等各种功能一体化的多功能器件，还很有可能会出现一些新奇的现象和效应，如优良的整流性质等[4,5]。 从实际应用出发，将镧系钙钛矿结构氧化物薄膜与半导体材料叠加在一起更具有实际应用价值，特别是该类薄膜材料与硅（Si）半导体的集成。 这将有利于实现功能器件与大规模集成电路的集成和一体化。

本文中，我们利用直流磁控溅射的方法，成功在n-Si 半导体衬底上制备LaBaMnO3（LBMO）薄膜，从而形成新型p-n结。 通过性能测量，本文对所制备p-n 结的电流-电压（I-V）性质特征进行研究。

1 实验

利用直流磁控溅射方法， 在n-Si 半导体衬底表面沉积LBMO 薄膜。实验中所使用的Si 衬底的电阻率为2-5Ωcm。在沉积薄膜之前，首先将Si 衬底在去离子水、酒精和丙酮中反复多次清洗。 然后，将清洗后的Si 衬底在氢氟酸溶液（3%）中浸泡3 分钟，以去除Si 表面的非晶氧化物层。 利用高纯氮气吹干以后，迅速将Si 衬底移入真空腔。薄膜制备过程中，真空腔中气压为6Pa，其中氧气与氩气的流量比为1：2。 基片温度保持500℃不变。LBMO 薄膜的厚度约为80nm。沉积完成后，在纯氧条件下将LBMO 薄膜进行原位高温退火处理。 退火温度为700℃，氧气压为0.5 大气压，退火时间为30 分钟。……