專利名稱：一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及存儲(chǔ)器領(lǐng)域，特別是涉及一種相變存儲(chǔ)材料、其制備方法及基于該相變存儲(chǔ)材料的相變存儲(chǔ)單元。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體市場中，存儲(chǔ)器(例如DRAM和FLASH)占有重要席位，隨著便攜式電子設(shè)備的逐步普及，非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的市場將會(huì)不斷擴(kuò)大，消費(fèi)者們對(duì)存儲(chǔ)器容量、速度等各方面的要求也會(huì)逐漸升高，而作為非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的主流存儲(chǔ)器，F(xiàn)LASH技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到瓶頸，隨著集成電路的不斷發(fā)展，F(xiàn)LASH的技術(shù)弱點(diǎn)開始變得突出。寫入速度慢，寫入電壓高、循環(huán)次數(shù)有限等缺點(diǎn)直接限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。所以急需要一種新的存儲(chǔ)技術(shù)來代替，使得存儲(chǔ)技術(shù)能都繼續(xù)穩(wěn)步地朝著小尺寸方向發(fā)展。
相變存儲(chǔ)器(PC-RAM)是近年來興起的一種非揮發(fā)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，它利用相變復(fù)合材料作為存儲(chǔ)介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，具有廣闊的應(yīng)用前景，是目前存儲(chǔ)器研究的一個(gè)熱點(diǎn)，被認(rèn)為最有希望成為下一代主流存儲(chǔ)器。它與目前已有的多種半導(dǎo)體存儲(chǔ)技術(shù)相比，具有低功耗，高密度、抗輻照、非易失性、高速讀取、循環(huán)壽命長(>1013次)、器件尺寸可縮性(納米級(jí))，耐高低溫(_55°C至125°C)、抗振動(dòng)、抗電子干擾和制造工藝簡單(能和現(xiàn)有的集成電路工藝相匹配)等優(yōu)點(diǎn)，是目前被工業(yè)界廣泛看好的下一代存儲(chǔ)器中最有力的競爭者，擁有廣闊的市場前景。相變存儲(chǔ)器是基于S. R. Ovshinsky在20世紀(jì)60年代末提出的奧弗辛斯基電子效應(yīng)的存儲(chǔ)器(Ovshinsky S R. Reversible electrical switching phenomena indiscovered structure. Phys. Rev. Lett. , 1968, 21 (20) : 1450),相變存儲(chǔ)器的關(guān)鍵材料是作為存儲(chǔ)介質(zhì)的相變薄膜、加熱電極材料、絕緣材料、和引出電極材料等。利用相變薄膜作為相變存儲(chǔ)器核心存儲(chǔ)介質(zhì)的研究可以追溯到1970年代，但由于當(dāng)時(shí)微電子工藝技術(shù)的限制，并沒有開發(fā)出可商用的相變存儲(chǔ)器。Ovshinsky于1992年提出了基于電學(xué)信號(hào)的可擦寫相變存儲(chǔ)器的專利(美國專利，專利號(hào)5166758)，以硫族化合物Ge-Sb-Te合金薄膜作為相變存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)介質(zhì)。直至目前為止，相變存儲(chǔ)器(PC-RAM)大多仍以硫系化合物為存儲(chǔ)介質(zhì)，故而又稱為硫系化合物隨即存儲(chǔ)器。相變存儲(chǔ)器的基本原理是利用電脈沖或光脈沖產(chǎn)生的焦耳熱，使相變存儲(chǔ)材料在非晶態(tài)與晶態(tài)之間產(chǎn)生可逆轉(zhuǎn)變，利用材料在高電阻值的非晶態(tài)和低電阻值的晶態(tài)之間的電阻差異來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)的讀出則通過測量電阻的狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)，相變就是利用高低電阻態(tài)之間的電阻差來實(shí)現(xiàn)“I”和“O”的存儲(chǔ)。TiSbTe相變存儲(chǔ)材料相對(duì)于Sb-Te系列相變存儲(chǔ)材料而言，不僅保持了快速相變的特點(diǎn)，而且提高了材料的熱穩(wěn)定性以及可逆相變特性。不足的是TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的非晶態(tài)電阻值過低，導(dǎo)致非晶態(tài)電阻與晶態(tài)電阻比值太小，且小于2個(gè)數(shù)量級(jí)，非常不利于相變存儲(chǔ)器中“ I”和“O”的區(qū)分。鑒于此，有必要提供一種新的相變存儲(chǔ)材料、制備方法及其應(yīng)用以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料、制備方法及其應(yīng)用，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的非晶態(tài)電阻與晶態(tài)電阻比值太小不利于相變存儲(chǔ)器中“ I”和“O”的區(qū)分的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的制備方法，所述制備方法至少包括以下步驟通入惰性氣體和摻雜源，按照化學(xué)通式Ti1^SbxTey中Sb和Te的配比采用SbxTey合金靶以及Ti靶共濺射，獲得經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料，其中，0〈x〈0. 8，0〈y〈l-x?？蛇x地，所述摻雜源與惰性氣體的流量比值小于1/4?？蛇x地，所述摻雜源的流量大于Osccm且小于等于5sCCm，所述惰性氣體的流量大于Osccm且小于等于20sccm?！た蛇x地，所述摻雜源為含元素N、O或C中任意一種的摻雜源?？蛇x地，所述惰性氣體至少包括Ar氣?？蛇x地，在共濺射過程中，SbxTey合金靶采用射頻電源或直流電源，Ti靶采用射頻電源或直流電源?？蛇x地，所述SbxTey合金靶采用的電源功率為1(Γ30 W，所述Ti靶采用的電源功率為15 30W?？蛇x地，共濺射時(shí)間為I 40min時(shí)，所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的厚度為5 200nm?？蛇x地，共濺射時(shí)間為2 20min時(shí)，所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的厚度為l(Tl00nm。本發(fā)明還提供一種采用上述制備方法獲得的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料，所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料為經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料，其化學(xué)通式為Ti^ySbxTey,其中，0〈x〈0. 8,0〈y〈l_x?？蛇x地，所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料中摻雜的元素為N、O或C中的任意一種?？蛇x地，所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的厚度為5 200nm。可選地，所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的厚度為l(Tl00nm。本發(fā)明還提供一種采用上述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料制備的相變存儲(chǔ)單元。如上所述，本發(fā)明的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料、制備方法及其應(yīng)用，具有以下有益效果與現(xiàn)有技術(shù)中未經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料相比較而言，本發(fā)明的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料中存在摻雜元素，使其非晶態(tài)電阻值得到顯著地提升，從而大幅度地?cái)U(kuò)大非晶態(tài)電阻與晶態(tài)電阻比值，并且非晶態(tài)電阻值隨著摻雜元素含量的增加而增大，其中，摻雜元素的含量由濺射過程中的摻雜源與惰性氣體的流量比值決定；同時(shí)本發(fā)明進(jìn)一步提高了TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的結(jié)晶溫度，增強(qiáng)數(shù)據(jù)熱穩(wěn)定性；另外，經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料中晶粒變小，一方面有利于加速結(jié)晶，另一方面使基于本發(fā)明的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的相變存儲(chǔ)單元具有非?？斓腟et操作速度(一般ns數(shù)量級(jí))和高的重復(fù)操作次數(shù)。


圖I顯示為現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明實(shí)施例中不同N摻雜元素含量的Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的方塊電阻與溫度的關(guān)系曲線示意圖，其中，升溫速率為10°c /min。
圖2顯示為現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明實(shí)施例中基于Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的相變存儲(chǔ)單元的電阻與電壓關(guān)系曲線示意圖，其中，本發(fā)明的Tia 5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料摻雜N元素，摻雜源N2氣的流速為O. 5sccm,惰性氣體Ar氣的流速為20sccm。
具體實(shí)施例方式以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式
加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。請(qǐng)參閱圖I及圖2。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。TiSbTe相變存儲(chǔ)材料相對(duì)于Sb-Te系列相變存儲(chǔ)材料而言，不僅保持了快速相變的特點(diǎn)，而且提高了材料的熱穩(wěn)定性以及可逆相變特性。不足的是TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的非晶態(tài)電阻值過低，導(dǎo)致非晶態(tài)電阻與晶態(tài)電阻比值太小，小于2個(gè)數(shù)量級(jí)，非常不利于相變存儲(chǔ)器中“I”和“O”的區(qū)分。有鑒于此，本發(fā)明的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料、制備方法及其應(yīng)用，具有以下有益效果與現(xiàn)有技術(shù)中未經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料相比較而言，本發(fā)明的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料中存在摻雜元素，使其非晶態(tài)電阻值得到顯著地提升，從而大幅度地?cái)U(kuò)大非晶態(tài)電阻與晶態(tài)電阻比值，并且非晶態(tài)電阻值隨著摻雜元素含量的增加而增大，其中，摻雜元素的含量由濺射過程中的摻雜源與惰性氣體的流量比值決定；同時(shí)本發(fā)明進(jìn)一步提高了TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的結(jié)晶溫度，增強(qiáng)數(shù)據(jù)熱穩(wěn)定性；另外，經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料中晶粒變小，一方面有利于加速結(jié)晶，另一方面使基于本發(fā)明的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的相變存儲(chǔ)單元具有非?？斓腟et操作速度(一般ns數(shù)量級(jí))和高的重復(fù)操作次數(shù)。以下將詳細(xì)闡述本發(fā)明的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料、制備方法及其應(yīng)用的實(shí)施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要?jiǎng)?chuàng)造性勞動(dòng)即可理解本發(fā)明的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料、制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明提供一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的制備方法，所述制備方法至少包括以下步驟通入惰性氣體和摻雜源，按照化學(xué)通式TinySbxTey中Sb和Te的配比采用SbxTey合金靶以及Ti靶共濺射，獲得經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料，其中，0〈x〈0. 8，0〈y〈l-x，通入惰性氣體、摻雜源及共濺射的先后順序根據(jù)具體設(shè)備而定；在共濺射過程中，SbxTey合金靶采用射頻電源或直流電源，Ti靶采用射頻電源或直流電源，換言之，SbxTey合金靶和Ti靶存在采用不同電源的情況；所述SbxTey合金靶采用的電源功率為1(Γ30 W，所述Ti靶采用的電源功率為15 30W，其中，所述電源功率既可以為射頻電源功率也可以為直流電源功率；所述摻雜源與惰性氣體的流量比值小于1/4 ;所述摻雜源的流量大于Osccm且小于等于5sccm,所述惰性氣體的流量大于Osccm且小于等于20sCCm ;所述摻雜源為含元素N、O或C中任意一種的摻雜源，例如，氣態(tài)的N2、NH3、O2、CH4或固態(tài)的碳等中的任意一種；所述惰性氣體至少包括Ar氣。
在本實(shí)施例中，采用Sb2Te3合金靶和Ti靶共濺射，并在共濺射過程中，同時(shí)通入純度為99. 999%的Ar氣及N2氣，其中，Ar氣的流量固定為20sCCm，調(diào)節(jié)N2氣的流量從O到2sccm，以在TiSbTe相變存儲(chǔ)材料中摻入不同含量的N元素，獲得經(jīng)摻雜N元素的Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料。具體地，在本實(shí)施例中，所述的Sb2Te3合金靶和Ti靶均采用射頻電源，其中，Sb2Te3合金靶的射頻電源功率為30W，Ti靶的射頻電源功率為26W ;當(dāng)Sb2Te3合金靶起輝后，再打開Ti靶射頻電源，但不局限于此，在另一實(shí)施例中，也可以Ti靶起輝后再打開Sb2Te3合金祀的電源,或二者的電源同時(shí)打開。在本實(shí)施例的制備條件下，經(jīng)摻雜N元素的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的生長速率為5nm/min ;相變存儲(chǔ)單元中所需的所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的厚度為5 200nm，此時(shí)，共濺射時(shí)間為f40min ;測相變存儲(chǔ)材料的方塊電阻與溫度的關(guān)系時(shí)，所需的所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的厚度為l(Tl00nm，此時(shí)共濺射時(shí)間為2 20min。本發(fā)明還提供一種采用上述制備方法獲得的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料，所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料為經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料，其化學(xué)通式為Ti^ySbxTey,其中， 0<x<0. 8，0〈y〈l-x ;所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料中摻雜的元素為N、O或C中的任意一種；所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的厚度為5 200nm ;所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的厚度還可以為為l(Tl00nm ;所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料采用電脈沖作用實(shí)現(xiàn)電阻率的可逆轉(zhuǎn)變；所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料采用激光脈沖作用實(shí)現(xiàn)光學(xué)反射率的可逆轉(zhuǎn)變；所述相變存儲(chǔ)材料的非晶態(tài)電阻值隨著摻雜元素含量的增加而增加。在本實(shí)施例中，所述經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料為經(jīng)摻雜N元素的Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料。本發(fā)明另外還提供一種采用所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料制備的相變存儲(chǔ)單元，其中，所述相變存儲(chǔ)單元中的相變存儲(chǔ)材料為經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料，其化學(xué)通式為TimSbxTey，其中，0〈x〈0. 8，0〈y〈l-x ;所述相變存儲(chǔ)單元的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料中摻雜的元素為N、O或C中的任意一種；所述相變存儲(chǔ)單元中TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的厚度為5^200nm ;所述相變存儲(chǔ)單元中TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的厚度為l(Tl00nm ;所述相變存儲(chǔ)單元的非晶態(tài)電阻值隨著摻雜元素含量的增加而增加。在本實(shí)施例中，所述相變存儲(chǔ)單元為基于經(jīng)摻雜N元素的Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的相變存儲(chǔ)單元。經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料中晶粒變小，一方面有利于加速結(jié)晶，另一方面使基于本發(fā)明的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的相變存儲(chǔ)單元具有非常快的Set操作速度(一般ns數(shù)量級(jí))和高的重復(fù)操作次數(shù)。請(qǐng)參閱圖I,圖I顯示為現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明中不同N摻雜元素含量的
變存儲(chǔ)材料的方塊電阻與溫度的關(guān)系曲線示意圖，其中，升溫速率為10°C /min。由圖I中TiST曲線可知，現(xiàn)有技術(shù)中未經(jīng)摻雜Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的非晶態(tài)電阻值大約在105，其晶態(tài)電阻值大約在5 X 103，因此，現(xiàn)有技術(shù)中未經(jīng)摻雜Titl.5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的非晶態(tài)與晶態(tài)電阻的比值不到2個(gè)數(shù)量級(jí)；由圖I中NO. 5-TST曲線可知，本實(shí)施例的摻雜源N2氣的流量為O. 5SCCm且惰性氣體Ar氣的流量為20sCCm時(shí)，獲得的經(jīng)摻雜N元素的Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的非晶態(tài)電阻值提高到大約108，其晶態(tài)電阻值也有所提高(大約為IO4)但是變化并不明顯，因此NO. 5-TST曲線表示的相變存儲(chǔ)材料的非晶態(tài)電阻與晶態(tài)電阻的比值接近4個(gè)數(shù)量級(jí)。從而由圖I可知，就相變存儲(chǔ)材料的非晶態(tài)電阻與晶態(tài)電阻的比值而言，與現(xiàn)有技術(shù)的未經(jīng)摻雜Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料相比，本發(fā)明摻雜源N2氣的流量為
O.5SCCm時(shí)(NO. 5-TST曲線)獲得的經(jīng)摻雜Tia5Sb2TeJH變存儲(chǔ)材料擴(kuò)大了非晶態(tài)電阻與晶態(tài)電阻比值。由圖I可知，隨著摻雜元素N含量的增加，Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的非晶態(tài)電阻值逐漸升高，其中，圖I中Nl-TST曲線表示本實(shí)施例摻雜源N2氣的流量為Isccm且惰性氣體Ar氣的流量為20SCCm時(shí)，獲得的Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的方塊電阻與溫度的關(guān)系曲線，圖I中N2-TST曲線為本實(shí)施例摻雜源N2氣的流量為2SCCm且惰性氣體Ar氣的流量為20sccm時(shí)，獲得的Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的方塊電阻與溫度的關(guān)系曲線。另外，由圖I可知，隨著摻雜元素N含量的增加，Titl 5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的結(jié)晶溫度也不斷升高現(xiàn)有技術(shù)中未經(jīng)摻雜的Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的結(jié)晶溫度為160°C左右；本實(shí)施例的摻雜源N2氣的流量為O. 5sccm且惰性氣體Ar氣的流量為20sCCm時(shí)，獲得的Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的結(jié)晶溫度提升至215°C左右；本實(shí)施例摻雜源N2氣的流量為Isccm且惰性氣體Ar氣的流量為20sCCm時(shí)，獲得的Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的結(jié)晶溫度提升至250°C以上。需要指出的是，相變存儲(chǔ)材料結(jié)晶溫度的提高有助于相變存儲(chǔ)材料數(shù)據(jù)保持力和其非晶態(tài)熱穩(wěn)定性的改善。因此，本發(fā)明進(jìn)一步提高了 TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的結(jié)晶溫度，增強(qiáng)數(shù)據(jù)熱穩(wěn)定性。·請(qǐng)參閱圖2，圖2顯示為現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明實(shí)施例中基于Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的相變存儲(chǔ)單元的電阻與電壓關(guān)系曲線示意圖，其中，本發(fā)明的Tia5Sb2TeJH變存儲(chǔ)材料摻雜N元素，摻雜源N2氣的流速為O. 5sccm，惰性氣體Ar氣的流速為20sccm。由圖2可知，現(xiàn)有技術(shù)的未經(jīng)摻雜的Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料(圖2中TST曲線)的非晶態(tài)電阻值在IO5至IO6之間，而其晶態(tài)電阻值在IO3左右，因此現(xiàn)有技術(shù)中未經(jīng)摻雜的Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的非晶態(tài)電阻與晶態(tài)電阻的比值大約為2個(gè)數(shù)量級(jí)；本發(fā)明摻入摻雜元素N之后，經(jīng)摻雜N元素的Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料(圖2中N-TST曲線)的非晶態(tài)電阻值在IO7至IO8之間，而其晶態(tài)電阻值在IO4左右，則本發(fā)明的經(jīng)摻雜N元素的Tia5Sb2Te3相變存儲(chǔ)材料的非晶態(tài)電阻與晶態(tài)電阻的比值大于3個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，在TiSbTe中摻入摻雜元素，可以有效地彌補(bǔ)其非晶態(tài)電阻值太低的缺點(diǎn)，從而擴(kuò)大其非晶態(tài)電阻與晶態(tài)電阻比值。綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)中未經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料相比較而言，本發(fā)明的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料、制備方法及其應(yīng)用中，TiSbTe相變存儲(chǔ)材料中存在摻雜元素，使其非晶態(tài)電阻值得到顯著地提升，從而大幅度地?cái)U(kuò)大非晶態(tài)電阻與晶態(tài)電阻比值，并且非晶態(tài)電阻值隨著摻雜元素含量的增加而增大，其中，摻雜元素的含量由濺射過程中的摻雜源與惰性氣體的流量比值決定；同時(shí)本發(fā)明進(jìn)一步提高了 TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的結(jié)晶溫度，增強(qiáng)數(shù)據(jù)熱穩(wěn)定性；另外，經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料中晶粒變小，一方面有利于加速結(jié)晶，另一方面使基于本發(fā)明的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的相變存儲(chǔ)單元具有非?？斓腟et操作速度(一般ns數(shù)量級(jí))和高的重復(fù)操作次數(shù)。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法至少包括以下步驟 通入惰性氣體和摻雜源，按照化學(xué)通式TinySbxTey中Sb和Te的配比采用SbxTey合金靶以及Ti靶共濺射，獲得經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料，其中，0〈x〈0. 8，0〈y〈l-x。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的制備方法，其特征在于所述摻雜源與惰性氣體的流量比值小于1/4。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的制備方法，其特征在于所述摻雜源的流量大于Osccm且小于等于5sccm,所述惰性氣體的流量大于Osccm且小于等于20sccmo
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的制備方法，其特征在于所述摻雜源為含元素N、O或C中任意一種的摻雜源。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的制備方法，其特征在于所述惰性氣體至少包括Ar氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的制備方法，其特征在于在共濺射過程中，SbxTey合金靶采用射頻電源或直流電源，Ti靶采用射頻電源或直流電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的制備方法，其特征在于所述SbxTey合金靶采用的電源功率為10 30 W，所述Ti靶采用的電源功率為15 30W。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的制備方法，其特征在于共濺射時(shí)間為I 40min時(shí)，所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的厚度為5 200nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的制備方法，其特征在于共濺射時(shí)間為2 20min時(shí)，所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的厚度為l(Tl00nm。
10.一種采用權(quán)利要求I至9中任意一項(xiàng)所述的制備方法獲得的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料，其特征在于所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料為經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料，其化學(xué)通式為 Ti1^ySbxTey，其中，0〈x〈0. 8，0〈y〈l_x。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料，其特征在于所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料中摻雜的元素為N、O或C中的任意一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料，其特征在于所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的厚度為5 200nm。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料，其特征在于所述TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的厚度為l(Tl00nm。
14.一種采用權(quán)利要求10至13中任意一項(xiàng)所述的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料制備的相變存儲(chǔ)單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種TiSbTe相變存儲(chǔ)材料、制備方法及其應(yīng)用，按照化學(xué)通式Ti1-x-ySbxTey中Sb和Te的配比采用SbxTey合金靶以及Ti靶共濺射，其中，共濺射時(shí)，通入惰性氣體和摻雜源，獲得經(jīng)摻雜的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料；所述Ti1-x-ySbxTey中，0<x<0.8，0<y<1-x。本發(fā)明的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料中存在摻雜元素，使其非晶態(tài)電阻值得到顯著地提升，大幅度地?cái)U(kuò)大非晶態(tài)電阻與晶態(tài)電阻比值，且非晶態(tài)電阻值隨著摻雜元素含量的增加而增大，其中，摻雜元素的含量由濺射過程中的摻雜源與惰性氣體的流量比值決定；同時(shí)本發(fā)明進(jìn)一步提高了TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的結(jié)晶溫度，增強(qiáng)數(shù)據(jù)熱穩(wěn)定性；另外，基于本發(fā)明的TiSbTe相變存儲(chǔ)材料的相變存儲(chǔ)單元具有非?？斓腟et操作速度和高的重復(fù)操作次數(shù)。
文檔編號(hào)H01L45/00GK102945924SQ20121053755
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者吳良才, 朱敏, 紀(jì)興龍, 宋志棠, 饒峰, 封松林 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所