CN100485867C - 在硅衬底上外延生长有铝酸镧薄膜材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在硅衬底上外延生长铝酸镧薄膜材料及制备方法。该薄膜材料以n型或p型硅片为衬底，在其上直接外延生长铝酸镧LaAlO3薄膜材料层，其厚度为10nm～2μm。该制备方法采用把清洗干净后的硅片直接从氢氟酸洗液中取出，并即刻装入外延装置中的进样室或外延室内；外延生长采用两步法，将铝酸镧材料直接外延生长在硅衬底上；或把在硅片上生长的铝酸镧作为缓冲层，然后外延生长YBCO、BaTiO3、LaMnO3、SrTiO3及其掺杂的BaTiO3、LaMnO3、SrTiO3等钙钛矿氧化物薄膜和多层膜。该材料具有良好的介电特性和很小的微波损耗，而且没有畴结构表面平整；制备方法工艺简单，解决了大尺寸的衬底问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种外延生长薄膜材料及制备方法，特别涉及一种在硅衬底上外延生长铝酸镧薄膜材料及制备方法。
背景技术
铝酸镧(LaAlO3)的晶格结构与BaTiO3、SrTiO3、LaMnO3、YBCO等很多钙钛矿氧化物都比较匹配，因而被广泛的应用于制备钙钛矿氧化物薄膜的基底，尤其是铝酸镧具有很小的微波损耗，被认为是YBCO超导薄膜的最好衬底之一。但是一方面铝酸镧单晶的尺寸目前还有限，而且价格较贵，特别是铝酸镧单晶基片存在很多的畴结构，使所制备薄膜的质量受到很大影响。薄膜的铝酸镧没有畴结构，尤其是如果能把铝酸镧薄膜外延生长在硅(Si)衬底上，不仅能得到高质量廉价的衬底材料，而且可实现钙钛矿氧化物功能器件和硅集成电路的集成化。为了在硅衬底上外延生长氧化物材料，经过很多的努力，尽管还存在氧化物和硅的界面反应层与氧化物薄膜不平整等问题，用不同的方法，人们已在硅衬底上外延生长出SrTiO3(如文献1、The interface of epitaxial SrtiO3 on silicon：in situand ex situ studies，Xiaoming Hu et al.，Appl.Phys.Lett.，Vol.82，No.2，203(2003).和文献2、Epitaxial oxode thin films on Si(001)，Z.Yu et al.，J.Vac.Sci.Technol.B，VOl.18，No.4，2139(2000))；还有人在硅衬底上外延生长出ZrO2，如文献3、Epitaxial Y-stabilized ZrO2 films on silicon：Dynamicgrowth process and interface structue，S.J.Wang et al.，Appl.PhyS.Lett.，Vol.80，No.14，2541(2002)；到目前为止，还没有人把铝酸镧直接外延生长在硅基底上。
发明内容
本发明的目的之一在于：提供一种在Si衬底上，直接外延生长一层铝酸镧薄膜材料，特别是提供一种采用把清洗千净后的硅片直接从氢氟酸洗液中取出，并即刻装入外延装置中的进样室或外延室内；这样可在硅片表面形成一层氢键保护层，使硅片表面不被氧化，分两步法直接在硅片表面外延生长铝酸镧薄膜层的方法。
本发明的目的之二在于：提供一种把铝酸镧直接外延生长在Si基底上，再把在硅基底上所制备的铝酸镧薄膜作为缓冲层，再在其上外延生长另外一层钙钛矿氧化物薄膜或外延生长多层膜异质结材料及制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明提供的在硅衬底上外延生长铝酸镧薄膜材料，包括以下组成：
以n型或p型硅片为衬底，所述的衬底经过氢氟酸洗液漂洗后，直接在该硅衬底上外延生长一铝酸镧LaAlO3薄膜材料层，其厚度为10nm～2μm。
还包括把在硅片衬底上已制备的铝酸镧薄膜层作为缓冲层，再在其上外延生长另外一层钙钛矿氧化物薄膜，例如把已制备的LaAlO3薄膜作为缓冲层，缓冲层厚度为10nm，在Si基底上外延生长300nm厚的BaTiO3薄膜。
还包括把在硅片衬底上已制备的铝酸镧薄膜层作为缓冲层，再在其上外延生长制备多层其它钙钛矿氧化物薄膜，例如把已制备4n厚的LaAlO3薄膜作为缓冲层，在Si基底上外延生长[SrNb0.1Ti09O3/La0.7Sr0.3MnO3]2/LaAlO3/Si的n-p-n-p多层结构薄膜，其中SrNb0.1Ti0.9O3厚度为30nm；其中La0.7Sr0.3MnO3厚度为50nm；或者把已制备2nm厚的LaAlO3薄膜作为缓冲层，在Si基底上外延生长[BaNb0.05Ti0.95O3/La0.7Sr0.3MnO3]2/LaAlO3/Si的n-p-n-p-n-p多层结构薄膜；其中BaNb0.05Ti0.95O3厚度为10nm；其中La0.7Sr0.3MnO3厚度为100nm；。
所述的钙钛矿氧化物包括：YBCO、BaTiO3、SrTiO3及其掺杂的BaTiO3、SrTiO3LaMnO3。
所述的掺杂的BaTiO3包括：n型钛酸钡BaAxTi1-xO3或Ba1-xLaxTiO3薄膜材料，其中A是Nb或Ta；p型钛酸钡BaBxTi1-xO2，其中B是In、Ga或Mn；所有x的取值范围为O.01～0.5。
所述的掺杂的SrTiO3包括：n型钛酸锶SrAxTi1-xO3或Sr1-xLaxTiO3薄膜材料，其中A是Nb或Ta；p型钛酸锶SrBxTi1-xO3，其中B是In、Ga或Mn；所有x的取值范围为O.O1～O.5。
所述的掺杂锰酸镧薄膜包括：R1-xAxMnO3，其中R包括：La、Pr、Nd或Sm；
A、Sr、Ca、Ba、Pb、Sn、Te、Nb、Sb、Ta、Ce或Pr；其x值为O.05～0.4。
本发明提供的在硅片上外延生长有铝酸镧薄膜材料的制备方法，包括在激光分子束外延或脉冲激光淀积装置，按以下步骤进行：
1.选用高温烧结的铝酸镧或单晶铝酸镧做靶材；
2.选用(100)取向表面抛光后的n型或p型硅片为衬底；
3.将步骤2所选衬底材料进行半导体标准的硅片化学清洗，把清洗干净后的硅片放入氢氟酸洗液中漂洗，漂洗后直接从氢氟酸洗液中取出，并即刻装入外延装置中的进样室或外延室内；或者选用免清洗的硅片，把硅片在氢氟酸洗液中漂洗后，并即刻装入外延装置中的进样室或外延室内；
4.当硅片放入外延室后，将外延室真空度抽至优于1×10-2Pa，进行外延生长；所述的外延生长包括第一步：由于硅非常的活性，很容易在硅片表面形成氧化层，因此首先在室温到400℃的温度范围内，在氢键保护的硅片表面或在硅片表面氢键刚被挥发时，用脉冲激光溅射，在硅片上溅射1～20个原胞层的铝酸镧，这样就可以避免硅片表面氧化；
第二步：把第一步溅射得到的表面有1～20个原胞层铝酸镧的硅片，加热到450℃～850℃，使铝酸镧在硅片表面形成结晶，用反射式高能电子衍射仪(RHEED)观测铝酸镧材料的结晶情况；当铝酸镧的RHEED衍射条纹出现后，说明铝酸镧材料已在硅片表面形成结晶，也就是铝酸镧已外延在硅片表面；然后就可以向外延室通入2×10-4Pa～100Pa的流动氧气，并以1～10Hz的频率连续发射激光脉冲，进行连续外延生长铝酸镧薄膜；
5.制备的膜厚达到要求后，停止激光溅射，维持外延生长时的流动氧气，把样晶温度降至室温，然后从外延室取出样品，制备过程完成。
所述的把硅片在氢氟酸洗液中漂洗时间为1秒钟—5分钟。
还包括在步骤4完成后，把已制备好的铝酸镧薄膜层作为缓冲层，再在其上采用常规的外延方法，继续生长另外一层或多层其它钙钛矿氧化物薄膜。所述的钙钛矿氧化物包括：YBCO、BaTiO3、SrTiO3及其掺杂的BaTiO3、SrTiO3、LaMnO3。
所述的掺杂的BaTiO3包括：n型钛酸钡BaAxTi1-xO3或Ba1-xLaxTiO3薄膜材料，其中A是Nb或Ta；p型钛酸钡BaBxTi1-xO3，其中B是In、Ga或Mn；所有x的取值范围为0.01～0.5。
所述的掺杂的SrTiO3包括：n型钛酸锶SrAxTi1-xO3或Sr1-xLaxTiO3薄膜材料，其中A是Nb或Ta；p型钛酸锶SrBxTi1-xO3，其中B是In、Ga或Mn：所有x的取值范围为O.01～0.5。
所述的掺杂锰酸镧薄膜包括：R1-xAxMnO3，其中R包括：La、Pr、Nd或Sm；
A、Sr、Ca、Ba、Pb、Sn、Te、Nb、Sb、Ta、Ce或Pr；其x值为0.05～0.4。
本发明的优点在于：
本发明在硅片上所制备的铝酸镧材料，是采用的外延生长方法，得到具有很好晶体结构的铝酸镧薄膜材料，其结构特性如图2和图3所示。由于钙钛矿结构的氧化物在结构上具有很好的相容性，因此也可以用本发明提供的方法，把在硅片上外延生长的铝酸镧薄膜作为缓冲层，再在铝酸镧薄膜上生长如YBCO、BaTiO3、SrTiO3及其掺杂的BaTiO3、SrTiO3、LaMnO3等在结构相容的钙钛矿氧化物薄膜、异质结和超晶格材料。本发明的制备方法由于采用把清洗干净后的硅片直接从氢氟酸洗液中取出，或者选用免清洗的硅片，把硅片在氢氟酸洗液中漂洗后，并即刻装入外延装置中的进样室或外延室内；这样可在硅片表面形成一层氢键保护层，使硅片表面不被氧化，特别是利用激光溅射法外延又分为两步法，在其上直接外延生长铝酸镧材料。在目前钙钛矿结构氧化物衬底材料尺寸小和质量不高的情况下，本发明提供的外延生长方法，工艺简单成本低，解决了大尺寸高质量的衬底问题，尤其是在Si衬底上外延生长的铝酸镧薄膜材料，不仅具有良好的介电特性和很小的微波损耗，而且没有畴结构表面平整，因此作为衬底材料具有非常广泛的应用范围和应用价值。
附图说明：
图1为在n型Si基底上生长5个原胞层LaAlO3的RHEED衍射条纹。
图2为在p型Si基底上外延生长400nm厚LaAlO3薄膜的RHEED衍射条纹。
图3为在n型Si基底上生长100nm厚LaAlO3的X射线θ—2θ衍射曲线。
图4为在n型Si基底上生长100nm厚LaAlO3的原子力显微镜表面形貌图。
具体实施例
下面结合附图及具体制备方法对本发明做进一步说明：
实施例1
用常规激光分子束外延设备进行，在n型硅片上外延生长500nm厚的LaAlO3薄膜，下面结合制备方法对本发明进行详细说明：
本实施例的LaAlO3薄膜具体的制备过程是：
1.选用免清洗的2英寸单面抛光n型单晶Si衬底；
2.选用单晶LaAlO3做靶材；
3.在1％氢氟酸洗液里漂洗10秒钟后，直接将硅片装入外延室；
4.把外延室的真空抽至2×10-5Pa，使用输出能量250mJ的准分子激光器，在Si基底上溅射～5个原胞层(～150个激光脉冲)的LaAlO3薄膜，用10分钟将硅片温度升到620℃，用反射式高能电阻衍射仪(RHFFD)观测LaAlO3薄膜的结晶情况，等RHEED的衍射条纹出现后(如图1所示)，说明LaAlO3薄膜在硅片表面已形成结晶。用每秒2Hz的脉冲激光频率，开始连续的激光溅射外延生长，同时向外延室通人2×10-4Pa的流动氧气，制备100nm厚的LaAlO3薄膜，制备的膜厚达到要求后，停止激光溅射，维持2×10-4Pa的流动氧气，用20分钟把样品温度降至室温，然后从外延室取出样品，制备过程完成。
图1是上述5个原胞层LaAlO3的RHEED衍射条纹，说明在硅片表面已形成LaAlO3外延层。
图3是上述在n型Si基底上生长100nm厚LaAlO3薄膜的X射线θ—2θ衍射曲线，除了LaAlO3的(001)衍射峰外，没有别的杂峰，说明在Si衬底上获得了取向很好的LaAlO3外延薄膜。
图4是上述在n型Si基底上生长100nm厚LaAlO3薄膜的AFM表面形貌图，在10μ×10μ的范围内，均方根粗糙度Rms＝0.227nm，达到原子尺度的光滑。
实施例2
按实施例1制作，制备400nm的LaAlO3薄膜。与实施例1所不同的是：使用高温烧结的铝酸镧靶材代替单晶铝酸镧靶材，选用p型硅衬底，外延生长时在外延室通人3×10-1Pa的活性氧，制备400nm的LaAlO3薄膜。
图2为在p型Si基底上外延生长400nm厚LaAlO3薄膜的RHEED衍射条纹，锐而清晰的衍射条纹，说明在p型Si衬底上外延生长的LaAlO3薄膜不仅具有很好的结晶性，而且表面平整。
实施例3
用常规激光分子束外延设备进行，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在n型硅片上外延生长800nm厚的La0.7Sr0.3MnO3薄膜。
用激光分子束外延，选用免清洗的4英寸单面抛光n型单晶Si衬底，在1％氢氟酸洗液里漂洗20秒钟后，直接将硅片装入外延室，把外延室的真空抽至2×10-5Pa，在Si基底上溅射～10个原胞层(～300激光脉冲)的LaAlO3薄膜，用10分钟将硅片温度升到680℃，用RHEED观测LaAlO3薄膜的结晶情况，等RHFFD的衍射条纹出现后(如图1所示)，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，选用La0.7Sr0.3MnO3靶材，用每秒2Hz的脉冲激光频率，开始连续的激光溅射外延生长，同时向外延室通人2×10-2Pa的流动氧气，制备800nm厚的La0.7Sr0.3MnO3薄膜。
实施例4
用常规激光分子束外延设备进行，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在n型硅片上外延生长外延生长350nm厚的YBCO超导薄膜。
按实施例3制作，用12分钟把硅衬底加热到700℃，当RHFFD的衍射条纹出现后，选用YBCO靶材靶材，同时向外延室通人2×10-1Pa的流动活性氧，把LaAlO3作为缓冲层，外延生长350nm厚的YBCO超导薄膜。
实施例5
用常规激光分子束外延设备进行，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在n型硅片上外延生长400nm厚的SrNb0.1Ti0.9O3薄膜。
按实施例3制备，用SrNb0.1Ti0.9O3靶材代替La0.7Sr0.3MnO3靶材，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在n型硅片上外延生长400nm厚的SrNb0.1Ti0.9O3薄膜。
实施例6
用常规激光分子束外延设备进行，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在n型硅片上外延生长400nm厚的BaIn0.2Ti0.8O3薄膜。
按实施例3制备，用BaIn0.2Ti0.8O3靶材代替La0.7Sr0.3MnO3靶材，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在n型硅片上外延生长400nm厚的BaIn0.2Ti0.8O3薄膜。
实施例7
用激光分子束外延，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在Si衬底上制备[SrNb0.1Ti0.9O3/La0.7Sr0.3MnO3]2/LaAlO3/Si的n-p-n-p多层结构薄膜。
用激光分子束外延，选用免清洗的2英寸单面抛光n型单晶Si衬底，在5％氢氟酸洗液里漂洗10秒钟后，直接将硅片装入外延室，把外延室的真空抽至2×10-4Pa，使用输出能量300mJ的准分子激光器，在Si基底上溅射～10个原胞层(～200个激光脉冲)的LaAlO3薄膜，用10分钟将硅片温度升到700℃，用RHEED观测LaAlO3薄膜的结晶情况，等RHFFD的衍射条纹出现后(如图1所示)，用每秒4Hz的激光频率，开始连续的激光溅射外延生长，同时向外延室通人2×10-2Pa的流动氧气，先外延生长50nm厚的La0.7Sr0.3MnO3薄膜，然后依次外延生长30nm厚的SrNb0.1Ti0.9O3、50nm厚的La0.7Sr0.3MnO3和30nm厚的SrNb0.1Ti0.9O3，当制备的膜层和膜厚达到要求后，停止激光溅射，用30分钟把样品温度降至室温，制备过程完成。在硅基底上制备出[SrNb0.1Ti0.9O3/La0.7Sr0.3MnO3]2/LaAlO3/Si的n-p-n-p多层结构薄膜。
实施例8
用激光分子束外延，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在Si衬底上制备[BaNb0.05Ti0.95O3/La0.7Sr0.3MnO3]3/LaAlO3/Si的n-p-n-p-n-p多层结构薄膜。
用激光分子束外延，选用免清洗的2英寸单面抛光n型单晶Si衬底，在5％氢氟酸洗液里漂洗10秒钟后，直接将硅片装入外延室，把外延室的真空抽至2×10-4Pa，使用输出能量300mJ的准分子激光器，在Si基底上溅射～5个原胞层(～100个激光脉冲)的LaAlO3薄膜，用10分钟将硅片温度升到700℃，用RHEED观测LaAlO3薄膜的结晶情况，等RHFFD的衍射条纹出现后(如图1所示)，用每秒4Hz的激光频率，开始连续的激光溅射外延生长，同时向外延室通人2×10-2Pa的流动氧气，先外延生长100nm厚的La0.7Sr0.3MnO3薄膜，然后依次外延生长10nm厚的BaNb0.05Ti0.96O3、100nm厚的La0.7r0.3MnO3、10nm厚的BaNb0.05Ti0.95O3、100nm厚的La0.7Sr0.3MnO3和BaNb0.08Ti0.98O3当制备的膜层和膜厚达到要求后，停止激光溅射，用30分钟把样品温度降至室温，制备过程完成。在硅基底上制备出[BaNb0.05Ti0.95O3/La0.7Sr0.3MnO3]2/LaAlO3/Si的n-p-n-p-n-p多层结构薄膜。
实施例9
用常规脉冲激光溅射装置，制备100nm厚的LaAlO3薄膜材料。
用脉冲激光溅射方法，按实施例1的工艺条件，与实施例1所不同的是：由于脉冲激光溅射设备上没有RHEED，所以当si基片温度升到600℃后，使用实施例1出现RHEED衍射条纹所需的时间，来确定开始连续生长的时间。并在外延室通人5Pa的流动氧气，制备100nm厚的LaAlO3薄膜。
实施例10
用常规脉冲激光溅射装置，制备300nm厚的YBCO高温超导薄膜材料。
按实施例1的工艺条件，以n型单晶Si为衬底，用高温烧结的YBCO材料作靶材；与实施例1所不同的是：由于脉冲激光溅射设备上没有RHEED，所以当si基片温度升到600℃后，使用实施例1出现RHEED衍射条纹所需的时间，来确定开始连续生长的时间，使用输出能量280mJ的准分子激光器，用25分钟把硅片温度升高到7500C，选用每秒6Hz的激光重复频率，在外延室通人70Pa的流动氧气，制备300nm厚的YBCO高温超导薄膜材料。
实施例11
按实施例1制备，选用普通3英寸硅片，用半导体标准化学清洗方法清洗硅片。
实施例12
按实施例10制备，外延生长时，在外延室通人100Pa的流动氧气。
实施例13
用常规激光分子束外延设备进行，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在p型硅片上外延生长400nm厚的La0.5Ca0.5MnO3薄膜。
按实施例3制备，用La0.6Ca0.4MrnO3靶材代替La0.7Sr0.3MnO3靶材，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在p型硅片上外延生长400nm厚的La0.6Ca0.4MnO3薄膜。。
实施例14
用常规激光分子束外延设备进行，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在n型硅片上外延生长350nm厚的La0.05Ba0.95MnO3薄膜。
按实施例3制备，用La0.05Ba0.96MnO3靶材代替La0.7Sr0.3MnO3靶材，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在p型硅片上外延生长350nm厚的La0.05Ba0.95MnO3薄膜。
实施例15
用常规激光分子束外延设备进行，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在n型硅片上外延生长800nm厚的SrIn0.5Ti0.3O3薄膜。
按实施例3制备，用SrIn0.5Ti0.3O3靶材代替La0.7Sr0.3MnO3靶材，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在p型硅片上外延生长350nm厚的SrIn0.5i0.3O3薄膜。
实施例16
用常规激光分子束外延设备进行，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在n型硅片上外延生长700nm厚的BaNb0.01Ti0.99O3薄膜。
按实施例3制备，用BaNb0.01Ti0.99O3靶材代替La0.7Sr0.3MnO3靶材，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在p型硅片上外延生长700nm厚的BaNb0.01Ti0.99O3薄膜。
实施例17
用常规激光分子束外延设备进行，把LaAlO3薄膜作为缓冲层，在n型硅片上外延生长外延生长300nm厚的BaTiO3薄膜。
按实施例3制作，用12分钟把硅衬底加热到700℃，当RHFFD的衍射条纹出现后，选用BaTiO3靶材，同时向外延室通人2×10-1Pa的流动活性氧，把LaAlO3作为缓冲层，外延生长330nm厚的BaTiO3薄膜。
实施例18
按实施例1制作LaAlO3薄膜，LaAlO3薄膜的厚度为2μm。
Claims (12)
1.一种在硅衬底上外延生长有铝酸镧薄膜的材料，其特征在于：包括以下组成：
以n型或p型硅片为衬底，所述的衬底经过氢氟酸洗液漂洗后，直接在该硅衬底上外延生长一铝酸镧LaAlO3薄膜材料层，其厚度为10nm～2μm。
2.按权利要求1所述的在硅衬底上外延生长有铝酸镧薄膜的材料，其特征在于：还包括把在硅片衬底上已制备的铝酸镧薄膜层作为缓冲层，再在所述的缓冲层上外延生长另外一层钙钛矿氧化物薄膜，其缓冲层厚度为10nm～2μm。
3.按权利要求2所述的在硅衬底上外延生长有铝酸镧薄膜的材料，其特征在于：所述的钙钛矿氧化物为：YBCO、BaTiO3、SrTiO3、掺杂的BaTiO3、掺杂的SrTiO3或掺杂的LaMnO3。
4.按权利要求3所述的在硅衬底上外延生长有铝酸镧薄膜的材料，其特征在于：所述的掺杂的BaTiO3为：n型钛酸钡或p型钛酸钡；
所述的n型掺杂的钛酸钡为BaAxTi1-xO3或Ba1-xLaxTiO3，其中A是Nb或Ta；
所述的p型掺杂的钛酸钡为BaBxTi1-xO3，其中B是In、Ga或Mn；所有x的取值范围为0.01～0.5。
5.按权利要求3所述的在硅衬底上外延生长有铝酸镧薄膜的材料，其特征在于：所述的掺杂的SrTiO3为：n型掺杂的钛酸锶或p型掺杂的钛酸锶；
所述的n型掺杂的钛酸锶为SrAxTi1-xO3或Sr1-xLaxTiO3，其中A是Nb或Ta；
所述的p型掺杂的钛酸锶为SrBxTi1-xO3，其中B是In、Ga或Mn；所有x的取值范围为0.01～0.5。
6.按权利要求3所述的在硅衬底上外延生长有铝酸镧薄膜的材料，其特征在于：所述的掺杂锰酸镧为R1-xAxMnO3，其中R是：La、Pr、Nd或Sm；A是：Sr、Ca、Ba、Pb、Sn、Te、Nb、Sb、Ta、Ce或Pr；其x值为0.05～0.4。
7.一种在硅衬底上外延生长有铝酸镧薄膜的材料的制备方法，其特征在于：用激光分子束外延或脉冲激光淀积装置，按以下步骤进行：
(1).选用高温烧结的铝酸镧或单晶铝酸镧作靶材；
(2).选用(100)取向表面抛光后的n型或p型硅片为衬底；
(3).将步骤(2)所选衬底材料进行半导体标准的硅片化学清洗，把清洗干净后的硅片放入氢氟酸洗液中漂洗，漂洗后直接从氢氟酸洗液中取出，并即刻装入外延装置中的进样室或外延室内；或者选用免清洗的硅片，把硅片在氢氟酸洗液中漂洗后，并即刻装入外延装置中的进样室或外延室内；
(4).当硅片放入外延室后，将外延室真空度抽至优于1×10-2Pa，进行外延生长；首先在室温到400℃的温度范围内，用脉冲激光溅射，在硅片上溅射1～20个原胞层的铝酸镧；
(5)把步骤(4)溅射得到的表面有1～20个原胞层铝酸镧的硅片，加热到450℃～750℃，用反射式高能电子衍射仪观测铝酸镧材料的结晶情况，当铝酸镧的衍射条纹出现后，然后就通入氧气和连续外延生长铝酸镧薄膜；
(6)制备的膜厚达到要求后，停止激光溅射，维持生长时的流动氧气，把样品温度降至室温，然后从外延室取出样品，制备过程完成。
8.按权利要求7所述的在硅衬底上外延生长有铝酸镧薄膜材料的制备方法，其特征在于：所述的把硅片在氢氟酸洗液中漂洗时间为1秒钟—5分钟。
9.按权利要求7所述的在硅衬底上外延生长有铝酸镧薄膜的材料的制备方法，其特征在于：还包括在步骤(4)完成后，把已制备好的铝酸镧薄膜层作为缓冲层，再在其上采用常规的外延方法，继续生长另外一层钙钛矿氧化物薄膜；所述的钙钛矿氧化物为：YBCO、BaTiO3、SrTiO3、掺杂的BaTiO3、掺杂的SrTiO3或掺杂的LaMnO3。
10.按权利要求9所述的在硅衬底上外延生长有铝酸镧薄膜的材料的制备方法，其特征在于：所述的掺杂的BaTiO3为：n型钛酸钡或p型钛酸钡；
所述的n型掺杂的钛酸钡为BaAxTi1-xO3或Ba1-xLaxTiO3，其中A是Nb或Ta；
所述的p型掺杂的钛酸钡为BaBxTi1-xO3，其中B是In、Ga或Mn；所有x的取值范围为0.01～0.5。
11.按权利要求10所述的在硅衬底上外延生长有铝酸镧薄膜的材料的制备方法，其特征在于：所述的掺杂的SrTiO3为：n型掺杂的钛酸锶或p型掺杂的钛酸锶；
所述的n型掺杂的钛酸锶为SrAxTi1-xO3或Sr1-xLaxTiO3，其中A是Nb或Ta；
所述的p型掺杂的钛酸锶为SrBxTi1-xO3，其中B是In、Ga或Mn；所有x的取值范围为0.01～0.5。
12.权利要求9所述的在硅衬底上外延生长有铝酸镧薄膜的材料料的制备方法，其特征在于：所述的掺杂锰酸镧为R1-xAxMnO3；
其中式中R是；La、Pr、Nd或Sm；
其中式中A是：Sr、Ca、Ba、Pb、Sn、Te、Nb、Sb、Ta、Ce或Pr；其x值为0.05～0.4。
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