CN105070828B - 一种纳米复合堆叠相变薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纳米复合堆叠相变薄膜及其制备方法和应用,由Ge8Sb92薄膜和Ga30Sb70薄膜交替排列成堆叠薄膜结构,Ge8Sb92薄膜的厚度为10‑30nm,Ga30Sb70薄膜的厚度为20‑40nm;Ge8Sb92薄膜和Ga30Sb70薄膜形成的单元层的总厚度为50nm,采用磁控溅射法,在SiO2/Si(100)衬底上,以Ge8Sb92和Ga30Sb70为溅射靶材,以Ar为溅射气体,交替沉积Ge8Sb92薄膜和Ga30Sb70薄膜,获得Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜材料。本发明晶化速度快,能大大提高PCRAM的操作速度;具有更低的体积收缩率,大大提高器件的可靠性;更高的晶态电阻,可以有效降低PCRAM操作功耗;具有较高的晶化温度和十年数据保持温度,能够极大改善PCRAM的稳定性。

Description

一种纳米复合堆叠相变薄膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及微电子技术领域材料,尤其是涉及一种用于高速高可靠性相变存储的Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜及其制备方法和应用。
背景技术
相变存储技术是近年才兴起的一种新概念存储技术,它利用相变薄膜材料作为存储介质来实现数据存储,具有广阔的应用前景,被认为最有希望成为下一代主流存储器。与其他一些未来取代闪存的候选技术相比,PCRAM具有高的读速读写、高可靠性、低功耗、寿命长、循环擦写次数高等优点,同时能够兼容于COMS工艺(S.Lai and T.Lowrey:IEDMTech.Dig.,2000,p.243),技术实现难度和产业成本较低,并且能实现多级存储。除此之外,PCRAM存储技术在尺寸缩小方面具有更大优势,且具有抗强震动、抗辐射性能,在航天航空领域具有极其重要的应用前景。
相变存储器的操作速度主要受限于薄膜的晶化过程,因此加快薄膜的晶化速度才能提高相变存储器的操作速度。由于生长占主导的结晶过程,Ge8Sb92和Ga30Sb70具有比传统的Ge2Sb2Te5相变材料更快的结晶速度(L.van Pieterson:,Applied Physics Letters,2003(83):1373-1375)。薄膜由非晶态转化到晶态(SET)过程中,原子有无序排列变为有序排列,体积会有一定程度的收缩。相变薄膜的体积收缩率会影响器件中薄膜与电极的接触,从而影响其可靠性。相比于Ge2Sb2Te5(6.8%),[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1堆叠薄膜具有更小的体积收缩率(2.21%),从而基于[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1的器件具有更好的操作可靠性。
中国专利CN103762308A公开了多态镓锑-硒化锡多层纳米复合相变材料及其制备和应用,为Ga30Sb70/SnSe2纳米复合多层相变薄膜,由SnSe2薄膜和Ga30Sb70薄膜交替排列成多层薄膜结构,其中SnSe2薄膜的厚度为5~35nm,Ga30Sb70薄膜的厚度为5~35nm;Ga30Sb70/SnSe2纳米复合多层相变薄膜的总厚度为50-70nm,采用磁控溅射法制备得到,可以应用在具有多态性能的高密度相变存储器中。本专利主要特点在于高速高可靠性,Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜的晶化速度(10.8ns)远小于Ga30Sb70/SnSe2纳米复合多层相变薄膜,且基于[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1的器件可以在50ns的脉宽下实现可逆相变,而基于[Ga30Sb70(25nm)/SnSe2(25nm)]1的器件只能在1000ns的脉宽下实现可逆相变;Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜具有比Ge2Sb2Te5更小的体积收缩率。由于SnSe2的收缩率(17%)很大,Ga30Sb70/SnSe2多层薄膜的体积收缩率很难优于Ge2Sb2Te5
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够加快相变存储器操作速度且提高操作可靠性的Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜及其制备方法和应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种纳米复合堆叠相变薄膜,由Ge8Sb92薄膜和Ga30Sb70薄膜交替排列成堆叠薄膜结构,所述的Ge8Sb92薄膜的厚度为10-30nm,所述的Ga30Sb70薄膜的厚度为20-40nm;Ge8Sb92薄膜和Ga30Sb70薄膜形成的单元层的总厚度为50nm,单元层有一层。
较优的,Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜的厚度比为30:20、25:25、20:30。
最优的,Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜的厚度比为25:25。
Ge8Sb92薄膜和Ga30Sb70薄膜形成的单元层有一层。
纳米复合堆叠相变薄膜的制备方法,采用磁控溅射法,在SiO2/Si(100)衬底上,以Ge8Sb92和Ga30Sb70为溅射靶材,以Ar为溅射气体,交替沉积Ge8Sb92薄膜和Ga30Sb70薄膜,获得Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜材料。
较优的,所述的Ge8Sb92/Ga30Sb70靶材的纯度均在原子百分比99.999%以上,本底真空度不大于2x10-4Pa,所述的Ar气的纯度为体积百分比99.999%以上。
较优的,所述的Ge8Sb92和Ga30Sb70靶材溅射均采用射频电源,且溅射功率均为15-25W,最优为20W。
较优的,所述的Ar气的气体流量为25-35SCCM,最优为30SCCM;溅射气压为0.15-0.25Pa,最优为0.2Pa。
所述的单层Ge8Sb92薄膜和单层Ga30Sb70薄膜的厚度通过溅射时间来调控。
Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜的制备方法,具体包括以下步骤:
1.清洗SiO2/Si(100)基片表面、背面,去除灰尘颗粒、有机与无机杂质;
2.安装好溅射靶材;设定射频功率,气体流量及溅射气压;
3.采用室温磁控溅射方法制备Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜;
(a)将基片旋转到Ge8Sb92靶位,打开Ge8Sb92的射频电源,开始溅射Ge8Sb92薄膜,Ge8Sb92薄膜溅射完成后,关闭Ge8Sb92的射频电源。
(b)将基片旋转到Ga30Sb70靶位,打开Ga30Sb70的射频电源,开始溅射Ga30Sb70薄膜,Ga30Sb70薄膜溅射完成后,关闭Ga30Sb70的射频电源。
该纳米复合堆叠相变薄膜应用于具有高速高可靠性特点的相变存储器中。
与现有技术相比,本发明制备得到的Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜具有晶化速度快的特点,由于生长占主导的结晶过程,且Ge8Sb92和Ga30Sb70都是富Sb型材料,因而Ge8Sb92/Ga30Sb70堆叠薄膜具有比传统的Ge2Sb2Te5相变材料更快的结晶速度(L.vanPieterson:,Applied Physics Letters,2003(83):1373-1375),从而能大大提高PCRAM的操作速度;具有较小的体积收缩率,使得器件中相变薄膜与电极的接触更紧密,从而大大提高了器件的操作可靠性;具有较高的十年数据保持温度和结晶激活能,能改善PCRAM的热稳定性;具有更高的晶态及非晶态电阻,根据P=I2R,能够大大降低PCRAM器件的功耗。
与传统的相变存储材料Ge2Sb2Te5(20ns)相比,晶化速度为11ns,能大大提高PCRAM器件的操作速度;Ge8Sb92/Ga30Sb70(2.21%)纳米复合堆叠相变薄膜具有比Ge2Sb2Te5(6.8%)更小的体积收缩率;利用Ge8Sb92和Ga30Sb70均具有较高晶态电阻的特点,使得Ge8Sb92/Ga30Sb70堆叠复合相变薄膜材料也有较高晶态电阻,从而降低PCRAM的操作功耗;各组分相变的晶化温度均大于200℃,十年数据保持温度都大于120℃,能大大改善PCRAM的热稳定性。
附图说明
图1为Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜的电阻与温度的关系曲线;
图2为Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜的失效时间与温度倒数的对应关系曲线;
图3中,图(a)、图(b)分别为单层GST薄膜以及[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1复合薄膜的在皮秒激光脉冲照射下反射率随时间的变化关系曲线;
图4为[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1复合薄膜X射线反射率随入射角的变化关系曲线;
图5为基于[Ge8Sb92(25)/Ga30Sb70(25)]1薄膜PCRAM器件单元的R-V特性曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书说揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不用观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
本实施例中制备的Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜总厚度为50nm,结构通式为[Ge8Sb92(a)Ga30Sb70(b)]x,具体结构为[Ge8Sb92(30nm)/Ga30Sb70(20nm)]1、[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1
1.清洗SiO2//Si(100)基片表面、背面,去除灰尘颗粒、有机与无机杂质:
(a)将基片置于乙醇溶液中,用超声清洗15分钟,去基片表面灰尘颗粒以及无机杂质;
(b)将基片置于丙酮溶液中,用超声清洗15分钟,去基片表面有机杂质;
(c)将基片置于去离子水中,用超声清洗15分钟,再次清洗表面;
(d)取出基片,用纯Ar气吹干,待用。
2.采用溅射方法制备[Ge8Sb92(a)Ga30Sb70(b)]x薄膜前准备
(a)放上Ge8Sb92和Ga30Sb70合金靶材,安装好基片,然后密封真空室
(b)将气体流量计打开5min,然后置于阀控状态,打开机械泵抽真空,当真空达到5Pa或以下时,启动分子泵,抽真空至2x10-4Pa以下。
(c)设定射频功率为20W。
(d)使用高纯Ar气作为溅射气体,气体流量为30SCCM,溅射气压为0.2Pa。
3.用镀膜监控程序进行镀膜,所需要的溅射厚度,可以通过溅射时间来改变,其中Ge8Sb92靶材的溅射速度为1.25nm/s,Ga30Sb70靶材的溅射速度为0.25nm/s
(a)将基片旋转到Ge8Sb92靶位,打开Ge8Sb92的射频电源,开始溅射Ge8Sb92薄膜,[Ge8Sb92(30nm)/Ga30Sb70(20nm)]1、[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1持续时间分别为24s和20s,Ge8Sb92薄膜溅射完成后,关闭Ge8Sb92的射频电源。
(b)将基片旋转到Ga30Sb70靶位,打开Ga30Sb70的射频电源,开始溅射Ga30Sb70薄膜,[Ge8Sb92(30nm)/Ga30Sb70(20nm)]1、[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1持续时间分别为80s和100s,Ga30Sb70薄膜溅射完成后,关闭Ga30Sb70的射频电源。
实施例2
本实施例中制备的Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜总厚度为50nm,具体结构为[Ge8Sb92(20nm)/Ga30Sb70(30nm)]1、[Ge8Sb92(10nm)/Ga30Sb70(40nm)]1
1.清洗SiO2/Si(100)基片表面、背面,去除灰尘颗粒、有机与无机杂质:
(a)将基片置于乙醇溶液中,用超声清洗15分钟,去基片表面灰尘颗粒以及无机杂质;
(b)将基片置于丙酮溶液中,用超声清洗15分钟,去基片表面有机杂质;
(c)将基片置于去离子水中,用超声清洗15分钟,再次清洗表面;
(d)取出基片,用纯Ar气吹干,待用。
2.采用溅射方法制备[Ge8Sb92(20nm)/Ga30Sb70(30nm)]1、[Ge8Sb92(10nm)/Ga30Sb70(40nm)]1薄膜前准备
(a)放上Ge8Sb92和Ga30Sb70合金靶材,安装好基片,然后密封真空室
(b)将气体流量计打开5min,然后置于阀控状态,打开机械泵抽真空,当真空达到5Pa或以下时,启动分子泵,抽真空至2x10-4Pa以下。
(c)设定射频功率为20W。
(d)使用高纯Ar气作为溅射气体,气体流量为30SCCM,溅射气压为0.2Pa。
3.用镀膜监控程序进行镀膜,所需要的溅射厚度,可以通过溅射时间来改变,其中Ge8Sb92靶材的溅射速度为1.25nm/s,Ga30Sb70靶材的溅射速度为0.25nm/s
(a)将基片旋转到Ge8Sb92靶位,打开Ge8Sb92的射频电源,开始溅射Ge8Sb92薄膜,[Ge8Sb92(20nm)/Ga30Sb70(30nm)]1、[Ge8Sb92(10nm)/Ga30Sb70(40nm)]1持续时间分别为16s和8s,Ge8Sb92薄膜溅射完成后,关闭Ge8Sb92的射频电源。
(b)将基片旋转到Ga30Sb70靶位,打开Ga30Sb70的射频电源,开始溅射Ga30Sb70薄膜,[Ge8Sb92(20nm)/Ga30Sb70(30nm)]1、[Ge8Sb92(10nm)/Ga30Sb70(40nm)]1持续时间分别为120s和160s,Ga30Sb70薄膜溅射完成后,关闭Ga30Sb70的射频电源。
对比例1
本对比例中制备的单层Ge8Sb92相变薄膜,总厚度为50nm。
1.清洗SiO2/Si(100)基片表面、背面,去除灰尘颗粒、有机与无机杂质:
(a)将基片置于乙醇溶液中,用超声清洗15分钟,去基片表面灰尘颗粒以及无机杂质;
(b)将基片置于丙酮溶液中,用超声清洗15分钟,去基片表面有机杂质;
(c)将基片置于去离子水中,用超声清洗15分钟,再次清洗表面;
(d)取出基片,用纯Ar气吹干,待用。
2.采用溅射方法制备单层Ge8Sb92相变薄膜前准备
(a)放上Ge8Sb92合金靶材,安装好基片,然后密封真空室
(b)将气体流量计打开5min,然后置于阀控状态,打开机械泵抽真空,当真空达到5Pa或以下时,启动分子泵,抽真空至2x10-4Pa以下。
(c)设定射频功率为20W。
(d)使用高纯Ar气作为溅射气体,气体流量为30SCCM,溅射气压为0.2Pa。
3.用镀膜监控程序进行镀膜,所需要的溅射厚度,可以通过溅射时间来改变,其中Ge8Sb92靶材的溅射速度为1.25nm/s。将基片旋转到Ge8Sb92靶位,打开Ge8Sb92的射频电源,开始溅射Ge8Sb92薄膜,持续时间40s,Ge8Sb92薄膜溅射完成后,关闭Ge8Sb92的射频电源。
对比例2
本对比例中制备的单层Ga30Sb70相变薄膜,总厚度为50nm。
1.清洗SiO2/Si(100)基片表面、背面,去除灰尘颗粒、有机与无机杂质:
(a)将基片置于乙醇溶液中,用超声清洗15分钟,去基片表面灰尘颗粒以及无机杂质;
(b)将基片置于丙酮溶液中,用超声清洗15分钟,去基片表面有机杂质;
(c)将基片置于去离子水中,用超声清洗15分钟,再次清洗表面;
(d)取出基片,用纯Ar气吹干,待用。
2.采用溅射方法制备单层Ga30Sb70相变薄膜前准备
(a)放上Ga30Sb70合金靶材,安装好基片,然后密封真空室
(b)将气体流量计打开5min,然后置于阀控状态,打开机械泵抽真空,当真空达到5Pa或以下时,启动分子泵,抽真空至2x10-4Pa以下。
(c)设定射频功率为20W。
(d)使用高纯Ar气作为溅射气体,气体流量为30SCCM,溅射气压为0.2Pa。
3.用镀膜监控程序进行镀膜,所需要的溅射厚度,可以通过溅射时间来改变,其中Ga30Sb70靶材的溅射速度为0.25nm/s。将基片旋转到Ga30Sb70靶位,打开Ga30Sb70的射频电源,开始溅射Ga30Sb70薄膜,持续时间200s,Ga30Sb70薄膜溅射完成后,关闭Ga30Sb70的射频电源。
将上述实施例1和2的[Ge8Sb92(a)Ga30Sb70(b)]x纳米复合堆叠相变薄膜与对比例1和2进行进行测试,得到薄膜的电阻与温度的关系曲线,如图1所示;将上述实施例1和2的[Ge8Sb92(a)Ga30Sb70(b)]x纳米复合堆叠相变薄膜进行测试,得到Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜材料的失效时间与温度倒数的对应关系曲线,如图2所示;将上述实施例1中[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1经皮秒激光脉冲照射,得经皮秒激光脉冲照射时反射率随时间的变化关系,如图3所示;将上述实施例1所得的[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1薄膜进行XRR测试,得到X射线反射率随入射角的变化关系,如图4所示;将上述实施例1所得的[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1薄膜制备成相变存储器件并进行测试,得到相变存储器件的R-V特性曲线,如图5所示。
上述图1-5的检测结果如下:
图1为本发明Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合多层相变薄膜的电阻随温度的变化,测试中升温速度为10℃/min。低温下,薄膜处于高电阻非晶态,随着温度升高,薄膜电阻缓慢降低,到达相变温度时,薄膜开始晶化,薄膜电阻急速下降,后维持稳定,表明薄膜发生了由非晶态到晶态的转变。可以看出,与单层Ge8Sb92薄膜材料相比,通过与Ga30Sb70进行复合,较大的提升了Ge8Sb92/Ga30Sb70堆叠薄膜的晶化温度,使薄膜具有了更好的热稳定性。同时复合后的薄膜材料有较高的晶态电阻,减小了PCRAM的操作功耗。
图2为本发明中Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合多层相变薄膜的失效时间与温度倒数的对应关系曲线。根据业内的统一评判标准之一,利用相变材料将数据保持10年时对应的温度来评判材料的数据保持能力。可以看出,随着Ga30Sb70含量的提高,结晶激活能越来越大,数据保持10年时对应的温度也越来越大。传统的Ge2Sb2Te5薄膜材料的结晶激活能和数据保持10年的温度分别为2.8eV和85℃。本发明Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合多层相变薄膜的结晶激活能大于2.8eV,数据保持10年的温度均大于120℃,完全符合汽车电子工业的要求,热稳定性比Ge2Sb2Te5更优异。
图3为本发明中[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1复合薄膜反射率随时间的变化关系,图(a)、图(b)分别为单层Ge2Sb2Te5薄膜以及[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1复合薄膜的在皮秒激光脉冲照射下反射率随时间的变化关系。由图3(a)可知,单层Ge2Sb2Te5薄膜光激发相变速度为17ns,[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1纳米多层薄膜相变速度为10.8ns。Ge8Sb92和Ga30Sb70都属于富Sb的相变材料,溅射过程中会有部分Sb析出,Sb会在后续复合薄膜的相变过程中起到诱导晶化的作用,从而提升晶化速度。
图4为本发明中[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1薄膜经XRR测试,所得到X射线反射率随入射角的变化关系。图(a)、图(b)分别为[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1薄膜沉积态和300℃退火10min后的关系图,对比图(a)、图(b)可以看出晶化后临界角往大角度偏移,根据公式界角的偏移表明密度变变大,即体积收缩,经过计算,[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1薄膜的体积收缩率为2.21%,远小于Ge2Sb2Te5(6.8%)。更小的体积收缩有利于器件中相变薄膜与电极的接触,从而提高操作可靠性。
图5为本发明中[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1薄膜制备成相变存储器件并进行测试,所得到相变存储器件的R-V特性曲线。。对已经处于低阻态的[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1纳米相变薄膜材料的相变存储器施加电流脉冲,当电压达到2.3V时,薄膜材料由低阻态变为高阻态,从而实现了RESET过程。其RESET过程的阈值转换电压2.3V低于传统的Ge2Sb2Te5薄膜材料RESET过程阈值转换电压3.5V(Yifeng Hu,Journal Of Alloys andCompounds 2013;551:551.),表明本发明的[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1纳米相变薄膜材料具有比传统的Ge2Sb2Te5薄膜材料更低的RESET功耗。基于[Ge8Sb92(25nm)/Ga30Sb70(25nm)]1纳米相变薄膜材料的器件可以在50ns的脉宽下实现可逆相变,说明其晶化速度快,可满足PCRAM高速操作的要求。
综合图1-5可知本发明的的[Ge8Sb92(a)Ga30Sb70(b)]x纳米复合堆叠相变薄膜具有相变速度快,操作可靠性高,功耗低,热稳定性好等优点。
上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明说揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,扔应有本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种纳米复合堆叠相变薄膜,其特征在于,该相变薄膜由Ge8Sb92薄膜和Ga30Sb70薄膜交替排列成堆叠薄膜结构,所述的Ge8Sb92薄膜的厚度为10-30nm,所述的Ga30Sb70薄膜的厚度为20-40nm;Ge8Sb92薄膜和Ga30Sb70薄膜形成的单元层的总厚度为50nm,单元层有一层。
2.如权利要求1所述的一种纳米复合堆叠相变薄膜的制备方法,其特征在于,采用磁控溅射法,在SiO2/Si(100)衬底上,以Ge8Sb92和Ga30Sb70为溅射靶材,以Ar为溅射气体,交替沉积Ge8Sb92薄膜和Ga30Sb70薄膜,获得Ge8Sb92/Ga30Sb70纳米复合堆叠相变薄膜材料。
3.根据权利要求2所述的一种纳米复合堆叠相变薄膜的制备方法,其特征在于,所述的Ge8Sb92和Ga30Sb70靶材的纯度均在原子百分比99.999%以上。
4.根据权利要求2所述的一种纳米复合堆叠相变薄膜的制备方法,其特征在于,所述的Ar气的纯度为体积百分比99.999%以上。
5.根据权利要求2所述的一种纳米复合堆叠相变薄膜的制备方法,其特征在于,所述的Ge8Sb92和Ga30Sb70靶材溅射均采用射频电源,溅射功率为15-25W;Ar气的气体流量为25-35SCCM;溅射气压为0.15-0.25Pa,真空度不大于1x10-4Pa。
6.如权利要求1所述的一种纳米复合堆叠相变薄膜的应用,其特征在于,该纳米复合堆叠相变薄膜应用于具有高速高可靠性特点的相变存储器中。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106098934B (zh) * 2016-07-05 2019-05-14 同济大学 一种掺氧GeSb纳米相变薄膜及其制备方法和应用
CN109904311B (zh) * 2017-12-08 2022-12-23 江苏理工学院 一种用于相变存储器的Sb-Se-Ti系列纳米复合相变薄膜及其制备方法
CN110233203B (zh) * 2018-03-06 2023-04-07 江苏理工学院 一种用于高温工况的类超晶格Zn-Sb/Ge-Sb纳米相变存储薄膜及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004041191A1 (de) * 2004-08-25 2006-03-02 Infineon Technologies Ag Neue Materialien für elektrische Phasenwechselspeicher
CN101473417A (zh) * 2006-06-29 2009-07-01 Ips股份有限公司 沉积用于相变存储器的硫族化物膜的方法
CN101807665A (zh) * 2010-03-04 2010-08-18 同济大学 一种结晶温度可调的Ga30Sb70/Sb80Te20纳米复合多层相变薄膜材料
CN102007574A (zh) * 2008-04-18 2011-04-06 株式会社Ips 形成硫属化合物薄膜的方法
CN102354729A (zh) * 2011-10-11 2012-02-15 同济大学 一种用于多级存储相变存储器的纳米多层复合相变薄膜材料及其制备和应用
CN103378289A (zh) * 2012-12-20 2013-10-30 同济大学 一种用于高速高密度相变存储器的多层纳米复合薄膜材料及其制备方法
CN103762308A (zh) * 2014-01-09 2014-04-30 同济大学 多态镓锑-硒化锡多层纳米复合相变材料及其制备和应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004041191A1 (de) * 2004-08-25 2006-03-02 Infineon Technologies Ag Neue Materialien für elektrische Phasenwechselspeicher
CN101473417A (zh) * 2006-06-29 2009-07-01 Ips股份有限公司 沉积用于相变存储器的硫族化物膜的方法
CN102007574A (zh) * 2008-04-18 2011-04-06 株式会社Ips 形成硫属化合物薄膜的方法
CN101807665A (zh) * 2010-03-04 2010-08-18 同济大学 一种结晶温度可调的Ga30Sb70/Sb80Te20纳米复合多层相变薄膜材料
CN102354729A (zh) * 2011-10-11 2012-02-15 同济大学 一种用于多级存储相变存储器的纳米多层复合相变薄膜材料及其制备和应用
CN103378289A (zh) * 2012-12-20 2013-10-30 同济大学 一种用于高速高密度相变存储器的多层纳米复合薄膜材料及其制备方法
CN103762308A (zh) * 2014-01-09 2014-04-30 同济大学 多态镓锑-硒化锡多层纳米复合相变材料及其制备和应用

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