[发明专利]一种基于锡氧化物的pn结及其制备方法

权利要求书

1.一种基于锡氧化物的pn结，其特征在于：包括衬底层；

所述衬底层上设有介质层，其材料为SiO₂、Si₃N₄或BN，介质层包括主预留区域和高介电区域两个区域，其中介质层的高介电区域设有高介电常数层，高介电常数的材料为介电常数大于5的含氧材料；

所述高介电常数层包含靠近主预留区域一侧的第一有源区域和第一预留区域；所述主预留区域包含靠近高介电常数层一侧的第二有源区域和第二预留区域；所述第一有源区域和第二有源区域用于制备SnO材料制作的有源层，通过有源层实现第一有源区域和第二有源区域的连接；

所述第一预留区域与制备第一有源区域的有源层之间设有第一电极；

所述第二预留区域与制备第二有源区域的有源层之间设有第二电极；

经过退火处理时，位于高介区域的高介电常数层中的氧扩散到SnO材料制备的有源层，导致SnO被氧化为SnO₂，原本的p型极性向n型转变，而主预留区域中介质层的材料化学键稳定，不易扩散，仍保持原来的极性；以实现一次制备及退火处理有源层材料，同时得到p、n两种导电类型。

2.根据权利要求1所述的一种基于锡氧化物的pn结，其特征在于：所述高介电常数层材料为HfO₂、La₂O₃、Al₂O₃、Y₂O₃、ZrO₂、Ta₂O₅、TiO₂、Pr₂O₃、SrO、Gd₂O₃、Lu₂O₃、BaZrO₃、BaTiO₃、SrTiO₃或a-LaAlO₃。

3.根据权利要求1所述的一种基于锡氧化物的pn结，其特征在于，所述的电极为单层或多层结构；所述的衬底材料为硅、二氧化硅、碳化硅、玻璃或者高分子聚合物。

4.一种基于锡氧化物pn结的制备方法，包括步骤如下：步骤1、在硅衬底上制备介质层，介质层材料为SiO₂、Si₃N₄或BN；待介质层制备完成后，将介质层分为主预留区和高介电区两个区域；

步骤2、在介质层的高介电区域采用化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)制备高介电常数介质层，高介电常数的材料为介电常数大于5的含氧材料；

步骤3、待高介电常数介质层制备完成后，对高介电常数介质层和主预留区进行分区；高介电常数介质层分为靠近主预留区一侧的第一有源区和第一预留区两个区域；主预留区分为靠近高介电常数介质层的第二有源区和第二预留区两个区域；

步骤4、在第一有源区和第二有源区制备有源层，有源层材料为氧化亚锡；

步骤5、在第一预留区与制备在第一有源区的有源层之间制作第一电极；第二预留区与制备在第二有源区域的有源层边缘之间制作第二电极；

步骤6、将步骤5所得产品进行退火处理，完成pn结制作。

5.根据权利要求4所述的一种基于锡氧化物pn结的制备方法，其特征在于：所述有源层的制备过程为：

先对金属Sn靶材进行预溅射，以去除靶材表面的氧化物等杂质；接着在第一有源区和第二有源区制备氧化亚锡，完成有源层制备。

6.根据权利要求4项所述的一种基于锡氧化物pn结的制备方法在CMOS反相器、CMOS与非门、CMOS或非门等CMOS集成电路的应用。