RU2609764C1 - Способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников с эффектом фазовой памяти - Google Patents
Способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников с эффектом фазовой памяти Download PDFInfo
- Publication number
- RU2609764C1 RU2609764C1 RU2015145724A RU2015145724A RU2609764C1 RU 2609764 C1 RU2609764 C1 RU 2609764C1 RU 2015145724 A RU2015145724 A RU 2015145724A RU 2015145724 A RU2015145724 A RU 2015145724A RU 2609764 C1 RU2609764 C1 RU 2609764C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- films
- chalcogenide
- deposition
- memory effect
- producing amorphous
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 title claims description 5
- 239000005387 chalcogenide glass Substances 0.000 title description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 13
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 6
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000002294 plasma sputter deposition Methods 0.000 claims description 4
- 150000004772 tellurides Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 argon ion Chemical class 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 229910002909 Bi-Te Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001315609 Pittosporum crassifolium Species 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MRPWWVMHWSDJEH-UHFFFAOYSA-N antimony telluride Chemical compound [SbH3+3].[SbH3+3].[TeH2-2].[TeH2-2].[TeH2-2] MRPWWVMHWSDJEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 235000013861 fat-free Nutrition 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000005001 rutherford backscattering spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
-
- H01L21/203—
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения тонких аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников с эффектом фазовой памяти и может быть использовано в качестве рабочего слоя в устройстве энергонезависимой фазовой памяти для электронной техники. Используют модифицированный висмутом халькогенидный полупроводниковый материал тройного состава Ge2Sb2Te5. Упомянутый материал подвергают механической активации. Осуществляют неравновесное высокочастотное ионно-плазменное распыление материала в атмосфере рабочего газа смеси газа аргона и водорода при соотношении 90:10. Осаждение осуществляют на диэлектрический слой в условиях среднего вакуума при давлении в камере от 0,5 до 1,0 Па и высокочастотном напряжении поля амплитудой от 400 до 470 В. Технический результат заключается в повышении информационного быстродействия, уменьшении потребляемой мощности.1 пр.
Description
Изобретение относится к способу получения тонких пленок, в частности к получению аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников, и может быть использовано в качестве рабочих слоев в приборах записи информации.
Наиболее распространенным способом получения аморфных тонких пленок материалов системы тройных теллуридов германия и сурьмы Ge-Sb-Te является высокочастотное магнетронное распыление [патент США 20080099326]. Данный способ позволяет с высокой воспроизводимостью получать тонкие пленки, близкие к исходному составу мишени, что связано с более близкими значениями коэффициентов распыления элементов при ВЧ-распылении. Рассматривается преимущество ВЧ магнетронного напыления Ge2Sb2Te5 (GST225) пленок, по сравнению с магнетронным напылением с использованием постоянного тока. Недостатками этого способа получения халькогенидных стеклообразных полупроводниковых пленок являются необходимость жесткого контроля за получением пленок Ge2Sb2Te5 (GST225) необходимой структуры (аморфной или кристаллической), а также в связи с широким температурным диапазоном (от 0°C до 450°C) процесса получения пленок необходимость создания сложных конструктивных решений в охлаждении мишени и подложки.
Известен способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников [патент США 20080099326], в котором методом магнетронного ВЧ напыления в аргоновой плазме ведется осаждение пленок Ge2Sb2Te5 (GST225) одновременно на шести кремниевых подложках. Недостатком этого способа можно считать сложность расчета прикладываемого напряжения смещения к каждой подложке для получения требуемого стехиометрического состава пленок и их сопротивления.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников на примере модельного состава теллурида германия и сурьмы Ge2Sb2Te5 (GST225), включающий неравновесное высокочастотное ионно-плазменное распыление (ВЧ-метод) в атмосфере инертного газа [US 8703588 В2 "Метод получения материала с изменением фазы»]. В качестве рабочего газа используют аргон. Давление газа в разрядной камере достигает до 6,6 мТорр при комнатной температуре. Для увеличения адгезионной прочности получаемой пленки Ge2Sb2Te5 во время напыления первого слоя толщиной 50 ангстрем используется дополнительно азот в соотношении Аргон : Азот (или кислород) = 200:5. При получении второго слоя Ge2Sb2Te5 толщиной 950 ангстрем во время второго напыления поток азота (или кислорода) снижается по отношению к аргону в 5 раз.
Недостатком известного способа получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников является многостадийность процесса с применением в качестве усилителя адгезии азота, кислорода или смеси этих газов, наличие которых от 5 до 8 ат. % может рассматриваться как примесь в основном материале Ge2Sb2Te5 и может влиять на электрофизические свойства пленок (низкое информационное быстродействие, высокая потребляемая мощность из-за изменения кинетики фазового перехода).
Задачей предполагаемого изобретения является разработка способа получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников системы Ge-Sb-Te, обладающих повышенным информационным быстродействием и невысокой потребляемой мощностью.
Это достигается способом получения халькогенидных стеклообразных полупроводниковых пленок с эффектом фазовой памяти, включающим неравновесное высокочастотное ионно-плазменное распыление материалов системы тройных теллуридах германия и сурьмы Ge-Sb-Te, как одной из перспективных для ячеек фазовой памяти произвольного доступа, в атмосфере рабочего газа и их осаждение на диэлектрический слой в условиях среднего вакуума (давление в камере от 0.5 до 1.0 Па), высокочастотного напряжения поля амплитудой от 400 до 470 В, но в отличие от известного в качестве халькогенидного полупроводникового материала используют тройной состав Ge2Sb2Te5 (GST225), модифицированный висмутом, и осаждение ведут в атмосфере смеси газа аргона и водорода при соотношении 90:10. Осаждаемый материал перед напылением проходит предварительную механическую активацию.
При получении ВЧ-методом аморфных пленок тройных составов халькогенидных стеклообразных полупроводников параметры технологического процесса подбирают таким образом, чтобы состав пленок соответствовал исходному составу халькогенидных стеклообразных полупроводников Ge2Sb2Te5, полученные пленки были аморфными, с высокой величиной информационного быстродействия и сниженной величиной потребляемой мощности. Эти характеристики являются структурно-чувствительными параметрами.
По совокупности значимых свойств - времени фазового перехода; стабильности свойств; температурам кристаллизации и плавления, которые определяют необходимую мощность, величину тока программирования и вероятность спонтанной кристаллизации; количеству возможных циклов записи - стирания - наибольший интерес представляет соединение Ge2Sb2Te5. Перспективным для управления электрофизическими и температурными свойствами материалов системы тройных теллуридах германия и сурьмы Ge-Sb-Те (GST225) является использование изоморфных модифицирующих элементов с одним из основных компонентов, что должно обеспечить примесное замещение основного компонента. При выборе модифицирующего элемента висмута учитывалось, что этот элемент с атомным или ковалентным радиусом близок к сурьме - одному из основных компонентов материала, и он не будет вносить значительных деформаций в матрицу материала. Висмут и сурьма находятся в одной группе, являются изоморфными элементами, обладают близкими радиусами атомов (RSb=0,161 нм, RBi=0,1547 нм) и эффективных радиусов ионов (RSb3+=0,082±0,003 нм, RBi3+=0,102±0,007 нм), а также близкими значениями электро-отрицательностей (χ(Sn)=2,05, χ(Bi)=2,02). При этом энергия связи Bi-Te (232,0 кДж/моль) меньше Sb-Te (277,4 кДж/моль) [Dean, J.A. Lange’s handbook of chemistry (Fifteenth Edition) / J.A. Dean. - McGraw-Hill Inc., 1999, P. 4.1-4.84]. Таким образом, замена Sb на изоморфный Bi должна проходить по механизму замещения.
Существенным фактом в предлагаемом способе является то, что использование в качестве рабочего газа смеси аргона и водорода при соотношении 90:10 приводит к тому, что помимо физического механизма распыления ионами аргона в результате их бомбардировки мишени из халькогенидных стеклообразных полупроводников добавляется плазмохимический процесс осаждения пленок. Этот процесс заключается в химическом взаимодействии ионов водорода с атомами мишени из халькогенидных стеклообразных полупроводников с образованием летучих компонентов, которые осаждаются на подложку и дают существенный вклад в увеличение скорости осаждения пленки. Кроме того, водород частично залечивает дефекты структуры аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников, что приводит к улучшению структуры и электронных параметров пленок (информационного быстродействия и сниженной величиной потребляемой мощности). Экспериментальным путем установлено, что такое соотношение смеси газов является оптимальным для увеличения скорости осаждения пленок. При изменении концентрации водорода в смеси рабочего газа скорость осаждения пленок снижается. Более низкая концентрация водорода приводит к уменьшению интенсивности плазмохимического процесса, дающего вклад в увеличение скорости осаждения пленок. При этом увеличение физической составляющей механизма распыления мишени (за счет увеличения концентрации аргона) не компенсирует потерю в скорости осаждения пленок. Более высокая концентрация водорода приводит к уменьшению физической составляющей механизма распыления, которая является необходимой.
Высокая величина информационного быстродействия достигается предварительной «механической обработкой» материала в магнитной мешалке, а также слабым магнитным полем во время магнетронного напыления, которое способствует общему упорядочению структуры и образованию кластеров в аморфной матрице. В результате, число относительно больших кластеров возрастает, а вслед за этим увеличивается вероятность успешной нуклеации и роста кристаллических «зародышей» при подаче управляющего импульса.
Заявляемый способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников заключается в следующем. Обезжиренные образцы кремния с подслоем оксида помещают в вакуумную камеру, рабочий объем которой предварительно откачивают до давления Р~3,5⋅10-3 Па, затем наполняют смесью газов - аргоном и водородом до давления ~ от 0,5 до 1 Па. После этого в распылительной камере при помощи ВЧ-генератора зажигают самостоятельный тлеющий газовый разряд на частоте 13,56±0,14 МГц. Амплитуда высокочастотного напряжения составляет от 400 до 470 В. Время процесса распыления от 30 до 60 минут в зависимости от желаемой толщины пленки. Температура подложки не превышает 20-25°C. Скорость осаждения составляет примерно 0,5 до 1.0 мкм/час. Мишень из распыляемого вещества располагают на ВЧ-катоде. Для исключения разогрева распыляемой мишени в результате бомбардировки ионами аргона осуществляют эффективное охлаждение ВЧ-катода проточной холодной водой. Аморфность структуры пленок контролируют методами электронной и рентгеновской дифракции. Толщину халькогенидных стеклообразных полупроводниковых пленок измеряют при помощи интерференционного микроскопа МИИ-4 и она составляет от 0,1 до 0,3 мкм.
Для определения химического состава полученных пленок применялся метод обратного резерфордовского рассеяния дейтронов (Ed=1,0 и Еα=2,7 МэВ при угле рассеяния 135°). Было установлено, что составы пленок близки к составам синтезированных материалов.
Исследование эффекта памяти проводилось на структурах с вертикальным расположением электродов на основе тонких пленок Ge2Sb2Te5. Нижний электрод структуры представлял собой сплошной слой алюминия, толщиной 0,7 мкм, а верхний электрод - прижимной зонд, выполненный из золота и обладающий внутренней амортизирующей пружиной. Измерение ВАХ структур на постоянном напряжении проводилось при помощи двухэлектродной схемы на основе блока управления напряжением NI USB-6008 и пикоамперметра KEITHLEY 6486. Напряжение на структуре изменялось от 0 до 10 В с шагом 0,1 В и скоростью 0,1 В/с до 10 В с шагом 0,1 В и скоростью 0,1 В/с. Исследование поведения тонких пленок GST225 при подаче прямоугольных импульсов напряжения проводилось на исследовательском комплексе, в состав которого входят генератор импульсов Г5-61 и цифровой запоминающий осциллограф LeCroy WaveRunner 44Xi с полосой пропускания 400 МГц. Падение напряжения на тонкой пленке GST225 наблюдалось через 160 нс с момента подачи импульса. Данное падение напряжения связано с переходом от высокоомного состояния (0,02 МОм) в низкоомное (0,2 кОм). Время перехода составляет 10 нс, время нахождения в низкоомном состоянии - 430 нс. Повторное измерение показало, что тонкая пленка сохраняет низкоомное состояние, что подтверждает сохранение информации после снятия напряжения со структуры. Таким образом, время записи логической «1» составляет 170 нс, что значительно меньше, чем время записи информации в флэш-памяти (~10000 нс).
Были оценены времена кристаллизации пленок при разных температурах, по которым можно судить о возможных временах записи и хранения информации. Показано сильное отличие значений для состава Ge2Sb2Te5 + 0,5 масс. % Bi. Для него наблюдается значительное уменьшение времени кристаллизации при температурах выше 130°C и увеличение при комнатных температурах, что позволит обеспечить наилучшие показатели времени записи и хранения информации по сравнению с другими исследуемыми материалами. Повышение концентрации до 3 масс. % Bi приводит к увеличению этого параметра до 188°C. Кроме того, введение висмута приводит также к существенному увеличению удельного сопротивления тонких пленок. Наибольшим удельным сопротивлением обладает тонкая пленка GST225, модифицированная 0,5 масс. % Bi, - 2,5⋅105 Ом⋅см. При этом перепад удельного сопротивления при фазовом переходе (rа/rкр) увеличивается почти на порядок с 2,8⋅104 (GST225) до 1,4⋅105 (GST225 + 0,5 масс. % Bi). Последующее увеличение концентрации Bi приводит к снижению удельного сопротивления до 8,3⋅104 Ом⋅см для GST225 + 3 масс. % Bi.
Пример
Для получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников состава Ge2Sb2Te5, модифицированного 0,1 масс. % Bi методом неравновесного высокочастотного ионно-плазменного распыления используют мишень из стеклообразного халькогенидного стекла, которую располагают на ВЧ-катоде. Пленки осаждают на кремниевой подложке КЭФ-4,5 с ориентацией (111), которая подвергалась химической обработке КАРО (H2SO4/H2O) + ПАР (NH4OH/H2O2/H2O) с последующим термическим окислением поверхности при температуре 1000°C. Толщина оксидного слоя подложки составляла 0,65 мкм. На поверхность сформированных структур через маску осаждалась тонкая пленка Ge2Sb2Te5, модифицированного 0,1 масс. % Bi при следующих параметрах технологического процесса: предварительное давление в рабочем объеме Р~4⋅10-3 Па, заполнение рабочим газом из смеси аргона и водорода при соотношении 90:10 до давления ~1 Па, амплитуда высокочастотного напряжения составляет 400 В. При этом получают аморфную пленку халькогенидных стеклообразных полупроводников Ge2Sb2Te5, модифицированного 0,1 масс. % Bi с толщиной пленки 100 нм. Введение висмута в материал GST225 оказывает существенное влияние на температуру фазового перехода тонких пленок из аморфного состояния в кристаллическое. Висмут концентрацией 0.1 масс. % Bi позволяет уменьшить температуру начала кристаллизации до 130°C по сравнению с нелегированным GST225 (132°C). Информационное быстродействие оценивалось по времени переключения из высокоомного состояния в низкоомное и составляло 200 нс. Температура кристаллизации пленок составляла 130°C, пороговое значение напряжения составляло 3,8 В.
Данным способом получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников состава Ge2Sb2Te5 путем изменения условий испарения и конденсации атомов на подложку, а также легированием состава пленок достигнут желаемый результат - получены халькогенидные стеклообразные полупроводниковые пленки с эффектом фазовой памяти с минимальными значениями порогового переключения и температуры плавления, что обеспечивает низкое энергопотребление при проведении операций записи/перезаписи информации. Повышенное информационное быстродействие достигается за счет стабильности и воспроизводимости электрофизических свойств пленок.
Claims (1)
- Способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников с эффектом фазовой памяти, включающий неравновесное высокочастотное ионно-плазменное распыление системы тройных теллуридов германия и сурьмы Ge2Sb2Te5 в атмосфере рабочего газа и их осаждение на диэлектрический слой в условиях среднего вакуума с давлением в камере от 0,5 до 1 Па, высокочастотного напряжения поля амплитудой от 400 до 470 В, отличающийся тем, что в качестве халькогенидного материала используют тройной состав Ge2Sb2Te5, модифицированный висмутом, при этом перед напылением халькогенидный материал подвергают механической активации, а осаждение ведут в атмосфере смеси газа аргона и водорода при соотношении 90:10.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015145724A RU2609764C1 (ru) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | Способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников с эффектом фазовой памяти |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015145724A RU2609764C1 (ru) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | Способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников с эффектом фазовой памяти |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2609764C1 true RU2609764C1 (ru) | 2017-02-02 |
Family
ID=58457757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015145724A RU2609764C1 (ru) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | Способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников с эффектом фазовой памяти |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2609764C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA033412B1 (ru) * | 2017-11-03 | 2019-10-31 | Federal State Autonomous Educational Institution Of Higher Education National Research Univ Moscow I | Способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4605565A (en) * | 1982-12-09 | 1986-08-12 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method of depositing a highly conductive, highly transmissive film |
| US5254237A (en) * | 1991-03-01 | 1993-10-19 | Snaper Alvin A | Plasma arc apparatus for producing diamond semiconductor devices |
| US6506618B1 (en) * | 2001-11-19 | 2003-01-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of forming a GaInNAs layer |
| KR20060020249A (ko) * | 2004-08-31 | 2006-03-06 | 한양대학교 산학협력단 | 게르마늄-안티몬-텔루르 계 스퍼터링용 고밀도 타겟의제조방법 |
| RU2308784C1 (ru) * | 2006-01-12 | 2007-10-20 | Институт Радиотехники И Электроники Российской Академии Наук (Ирэ Ран) | Подложка для выращивания эпитаксиальных слоев арсенида галлия |
| RU2511279C1 (ru) * | 2012-10-22 | 2014-04-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" | Способ напыления в вакууме структур для приборов электронной техники, способ регулирования концентрации легирующих примесей при выращивании таких структур и резистивный источник паров напыляемого материала и легирующей примеси для реализации указанного способа регулирования, а также основанный на использовании этого источника паров способ напыления в вакууме кремний-германиевых структур |
| US8703588B2 (en) * | 2008-09-04 | 2014-04-22 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming a phase change material |
-
2015
- 2015-10-26 RU RU2015145724A patent/RU2609764C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4605565A (en) * | 1982-12-09 | 1986-08-12 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method of depositing a highly conductive, highly transmissive film |
| US5254237A (en) * | 1991-03-01 | 1993-10-19 | Snaper Alvin A | Plasma arc apparatus for producing diamond semiconductor devices |
| US6506618B1 (en) * | 2001-11-19 | 2003-01-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of forming a GaInNAs layer |
| KR20060020249A (ko) * | 2004-08-31 | 2006-03-06 | 한양대학교 산학협력단 | 게르마늄-안티몬-텔루르 계 스퍼터링용 고밀도 타겟의제조방법 |
| RU2308784C1 (ru) * | 2006-01-12 | 2007-10-20 | Институт Радиотехники И Электроники Российской Академии Наук (Ирэ Ран) | Подложка для выращивания эпитаксиальных слоев арсенида галлия |
| US8703588B2 (en) * | 2008-09-04 | 2014-04-22 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming a phase change material |
| RU2511279C1 (ru) * | 2012-10-22 | 2014-04-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" | Способ напыления в вакууме структур для приборов электронной техники, способ регулирования концентрации легирующих примесей при выращивании таких структур и резистивный источник паров напыляемого материала и легирующей примеси для реализации указанного способа регулирования, а также основанный на использовании этого источника паров способ напыления в вакууме кремний-германиевых структур |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA033412B1 (ru) * | 2017-11-03 | 2019-10-31 | Federal State Autonomous Educational Institution Of Higher Education National Research Univ Moscow I | Способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101929458B1 (ko) | ＧｅＲＩＣＨ ＧＳＴ２１２ 상변화 메모리 물질 | |
| US20090298222A1 (en) | Method for manufacturing Chalcogenide devices | |
| CN108346739B (zh) | 一种Ge-Sb-C相变存储材料、其制备方法和应用 | |
| WO2021082808A1 (zh) | 一种掺杂的Ge-Sb相变材料、相变存储器及其制备方法 | |
| US20150207070A1 (en) | Antimony-Rich High-speed Phase-change Material Used In Phase-Change Memory, Preparing Method, And Application Thereof | |
| CN108075039B (zh) | 一种纳米复合ZnO-ZnSb相变存储薄膜材料及其制备方法 | |
| US10497870B2 (en) | Materials and components in phase change memory devices | |
| US20180301627A1 (en) | Materials and components in phase change memory devices | |
| RU2609764C1 (ru) | Способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников с эффектом фазовой памяти | |
| CN104868053B (zh) | 一种用于相变存储器的Ge‑Sb‑Te‑Se薄膜材料及其制备方法 | |
| JPS5919190B2 (ja) | 鉛皮膜の製造方法 | |
| US6660136B2 (en) | Method of forming a non-volatile resistance variable device and method of forming a metal layer comprising silver and tungsten | |
| JP5576927B2 (ja) | チオスピネルの薄膜を製造するための方法 | |
| RU2631071C2 (ru) | Способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников с эффектом фазовой памяти | |
| CN112331767B (zh) | 一种Ge-Sb基相变材料及多级相变存储器 | |
| Shi et al. | Unipolar resistive switching effects based on Al/ZnO/P++-Si diodes for nonvolatile memory applications | |
| Park et al. | Phase transition characteristics and nonvolatile memory device performance of ZnxSb100-x alloys | |
| CN110729400B (zh) | Ti-Ga-Sb相变材料、相变存储器及Ti-Ga-Sb相变材料的制备方法 | |
| Liu et al. | The effect of plasma deposition on the electrical characteristics of Pt/HfOx/TiN RRAM device | |
| CN108899416B (zh) | 一种相变存储器的擦写方法 | |
| CN110137349A (zh) | 一种易失性至非易失性存储调控的二氧化钒-富Sb相变薄膜材料及其制备方法 | |
| US20150034897A1 (en) | Post deposition adjustment of chalcogenide composition in chalcogenide containing semiconductors | |
| CN114361335B (zh) | 一种Cu掺杂的Sb-Te体系相变材料、相变存储器及制备方法 | |
| WO2007119733A1 (ja) | 抵抗変化素子の製造方法 | |
| CN110729401B (zh) | Ga-Sb-O相变材料及其应用与制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20170815 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190326 Effective date: 20190326 |