相变材料存贮器件制造技术

所发明专利技术的是一种可用投射束进行变换的数据存储器件，它包含状态可变的存储材料，该存储材料是一个多相系统，该系统包含有大体上连续的介电陶瓷相，和以断续晶粒形态存在的状态可变相．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学数据存储装置。在这种装置中，数据被贮存在一种状态可变材料中，可应用投射束能，使其在两种可探测的状态之间变换。无烧蚀状态可变光学数据存储系统，将信息记录在状态可变材料中，通过向其施加能量，可使其在至少两种可探测状态之间变换，例如，通过投射束能，诸如光能、粒子束能或类似的能。状态可变光数据存储材料被用于光数据存储器中，在这种器件中，光数据存储材料受到基片支撑，并用密封剂封装。密封剂可以包含防烧蚀材料和防烧蚀层，绝热材料和绝热层，在投射束源和数据存储介质之间的防反射层，在光数据存储介质和基片之间的反射层等。各层可以起到不只一种功能。例如，防反射层也可以是绝热层。包括状态可变数据存储材料层在内，对各层的厚度予以最优化，以使得改变状态所需的能量最小，同时保持高对比度，高信号噪比，并使状态可变的数据存储材料有高度稳定性。状态可变材料是一种通过向其施加投射束能，可从一种可探测状态转换到另一种可探测状态的材料。对状态可变材料来说，可探测到的状态随它们的组织结构、表面布局、相对有序程度、相对无序程度、电气特性和/或光学特性而异，并能通过电导、电阻、透光度、光吸收率、光的反射性和它们的任何组合来对其状态进行探测。光数据存储材料一般是淀积而成的无序材料。经过制成或初始化成一种系统，它具有较易再现的“清除”态或“0”态晶体特性，以及较易再现的能探测“记录”态即二进制“1”态非晶特性;并能经受大量的记录-清除循环，即相当大量的玻璃化-晶化循环。对不同状态的鉴别具有高度的耐久性。淀积可以用蒸发沉积法，化学蒸汽沉积法，或等离子体沉积法，像这里采用的等离子体沉积法包括溅射、辉光放电、及等离子体辅助化学蒸汽沉积、沉积所得的无序材料必须初始化，例如，在Rosa Youg和Napoleon Formigoni共同提出的对“光数据存储器的一种制作方法”的待审申请中，对此已作了说明。也就是说，该存储器必须被定态、被形成、被初始化。或者换一种说法，如数据将用一个无序的“二进制”状态记录的话，应先使存储器做好接收数据的准备。初始化，即形成，需要将相可变的数据存储材料从沉积成的无序状态，转变为一种稳定的系统。这种系统在一种玻璃化的无序的记录状态，即与二进制“1”对应的状态，同一种有序的晶化“清除”状态，即与二进制“0”对应的状态之间变换，并且这种变换具有耐久的特性。本系统都是多相系统。其中，有序现象包括许多固态反应，在这些反应中，由无序材料构成的系统被转变为由有序材料和无序材料构成的系统。其中，玻璃化现象包括固态-固态反应、固态-液态反应和液态-液态反应，还包括在相交接面处的反应。以便将一个包含有无序和有序部分的系统，转变为只有无序部分的系统。上述相分离出现在比较小的距离内，并具有内部联锁和显著的结构区别。这种反应系统的一个例子，是先有技术中的无序的锗-碲-氧系统，这种系统在“晶化”状态下形成氧化锗、二氧化锗、碲和各种不同的锗-碲复合物，其中碲是晶体。这些反应的特点是积累了稳定的氧化锗。它在玻璃化时并不自始至终地与锗-碲成分反应。存储材料中的氧化锗积累，在感兴趣的能量范围内相对来说是不可逆的。这是由于其熔化温度高和氧化物具有的稳定性。这就最终导致氧化物的积累与循环历史有关，并且在经历不同的循环次数时，“清除-记录”的鉴别有所变化。在循环次数达到很大值时，丧失对经历循环的不变性的问题，可以通过本专利技术提供的方法和设备予以排除。这里提供了一种投射束数据存储器件，其存储材料可通过施加投射束能而在两种可探测状态之间变换。存储材料本身至少有两相，其中一相在感兴趣的能量范围内大体上是不可变换的，并且大体上是连续的;另一相则可在可探测的两种状态之间变换，并且以大体上断续的晶粒状态弥散在大体上的连续相中。尽管晶粒看作断续的晶粒，它们彼此仍可能有所连系。存储材料的弥散相，可在能探测的状态之间可逆地变换，并可借助光能、粒子束能或类似的能，从第一种状态设置成第二种状态，并可反方向进行转换。形成弥散的可变换相的典型材料包括硫族化物。典型的硫族化物成份包含碲，例如碲与一种或多种交链剂一起出现。这样，硫族化物成分可以在(1)一种非晶的第一碲-交链剂成分，和(2)在存在有非晶的第二碲-交链剂成分情况下的晶体碲之间可逆地进行变换。晶体碲和无序的第二碲-交链剂成分，可与非晶的第一碲-交链剂成分的晶化进行有效的相分离，有效的相分离的意思是，这种相分离是以对两种状态进行鉴别。适合的交链剂系周期表中的ⅢB族元素、ⅣB族元素、ⅤB族元素和ⅥB族元素。这些元素包括ⅢB族中的铝(Al)，铜(In)和镓(Ga);ⅣB族中的硅(Si)、锗(Ge)和锡(Sn);ⅤB族中的氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)及铋(Bi);以及ⅥB族中的硫(S)、硒(Se);也可以是它们的组合。一些典型的交链剂包括硅、锡、砷、锑和它们的混合物;特别是硅和/或锗，可以是单独的或加上锡、砷或锑中的一种或几种。典型的硫族化物成分包括硫族元素碲和一种硅和/或锗交链剂;或者硅和/或锗，加足够量的其它交链剂;以形成一种稳定的无序硫族化物。通常交链剂的原子与碲和交链剂总的原子的比率约在1%或20%之间。此外，系统中可能会出现缺氧、氧的原子与碲和交链剂总的原子的比率约在2%至30%之间。大体上连续的相相对来说是不可转换的，并具有像难熔的陶瓷或电解质那样的特性。通常，不可变换相的熔化温度约在1000℃以上，而可变换相的熔化温度低于700℃，相对来说不可变换的连续相的典型材料是氧化硅、氮化硅、氧化铝和氧化锗。大体上连续的不可变换相的熔化温度高于弥散可变换相的熔化温度。最好，连续的不可变换相的熔化温度约在1000℃以上;包括晶体和无序区的可变换相的熔化温度低于700℃，不可变换相都被看作大体上连续的，只要它作可变材料的单个晶粒周围的一层外壳。这样就提供了一个系统，该系统由可变材料的断续单个晶粒组成，这些断续单个晶料处于大体上不可变换材料的连续相中。根据这里所提出的本专利技术的另一实例，提供了一种存储材料的制作方法，这种存储材料可用于投射束数据存储器件。通过施加投射束能，可使存储材料在两种可探测状态之间变换。存贮材料至少有两相，一相是大体上连续的，並相对来说不可变换;另一相则可在能探测的状态之间变换，並以大体上断续的晶粒弥散在大体上连续的相中。存贮材料可以通过沉积状态可变材料和密封剂材料制作，以形成大体上均匀的沉积层。随后，大体上不可逆地将该沉积层分离为大体上连续的密封剂相和以断续的晶粒弥散在密封剂中的状态可变相。依照另一实施例，状态可变存储材料可以下列方法制作首先沉积大体上均匀的状态可变材料层和密封剂材料层，从而形成大体上均匀的覆层，其厚度可在100埃至200埃之间;随后，沉积一层厚度约为30埃至50埃的密封剂材料层;接着顺次制作出交替沉积层，这些交替的沉积层包括(a)状态变化材料和密封剂材料的同时沉积层，作为大体上均匀的沉积层，(b)主要由密封剂材料构成的沉积层;直到同时沉积而成的状态变化材料和密封剂材料沉积层的总厚度达到2至8层或更多，两层中间有密封剂材料层间隔，使得存储材料层的厚度达到500埃至1500埃，或更厚。状态变化材料和密封剂材料可采用包括溅射在内的各种方式进行沉积，诸如同时溅射，反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
投射束数据存储器件，包含一种存储材料，可通过应用投射束能量，使其在两种可探测状态之间变换，上述这存储材料至少包含两相，其中一相大体上是连续的，其中另一相以断续晶粒的形态弥散在大体上连续的相中，并可在两种可探测状态之间变换。

【技术特征摘要】
US 1984-11-21 06/674,112，才能限定本发明的范围。权利要求1.投射束数据存储器件，包含一种存储材料，可通过应用投射束能量，使其在两种可探测状态之间变换，上述存储材料至少包含两相，其中一相大体上是连续的，其中另一相以断续晶粒的形态弥散在大体上连续的相中，并可在两种可探测状态之间变换。2.权利要求1中的投射束数据存储器件，其中存储材料的弥散相可在两种可探测状态之间可逆地进行变换。3.权利要求1中的投射束数据存储器件，其中存储材料的弥散相可以从第一种状态设置或第二种状态。4.权利要求1中的投射束数据存储器件，其中存储材料的弥散相是用光能进行变换的。5.权利要求1中的投射束数据存储器件，其中存储材料的弥散相是用粒子束能进行变换的。6.权利要求1中的投射束数据存储器件，其中大体上连续的相相对来说是不可变换的。7.权利要求1中的投射束数据存储器件，其中大体上连续的相是难熔材料。8.权利要求7中的投射束数据存储器件，其中难熔材料是从包括氧化硅、氮化硅、氧化铝和氧化锗的一组材料中选取的。9.权利要求1中的投射束数据存储器件，其中大体上连续的相的熔化温度高于弥散可变换相的熔化温度。10.权利要求1中的投射束数据存储器件，其中弥散可变换相是硫族化物成分。11.权利要求10中的投射束数据存储器件，其中硫族化物成分包含碲。12.权利要求11中的投射束数据存储器件，其中硫族化物成分包含碲和一种交链剂。13.权利要求12中的投射束数据存储器件，其中硫族化物成分在下列两者之间能可逆地变换(a)非晶的第一碲-交链剂成份;和(b)(ⅰ)有序的碲，和(ⅱ)贫的第二碲-交链剂成分，所述有序的碲和第二碲-交链剂成分与九序的第一碲-交链剂成分的，依照晶化进行了相分离。14.权利要求12中的投射束数据存储器件，其中交链剂是从一组元素中选取的，这些元素包括铝(Al)、铟(In)、镓(Ga)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、硫(S)、硒(Se)和上述元素的组合。15.权利要求14中的投射束数据存储器件，其中交链剂包含锗。16.权利要求1中的投射束数据存储器件，其中硫族化物成分包含(a)一种硫族化物;(b)一种交链剂，其量足以形成一种稳定的非晶硫族化物;和(c)一种难熔的形成剂，其量足以形成大体上连续的难熔相。17.权利要求16中的投射束数据存储器件，其中硫族化物是碲。18.权利要求16中的投射束数据存储器件，其中交链剂是从一组元素中选取的，这些元素包括铝(Al)、铟(In)、镓(Ga)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、硫(S)、硒(Se)上述元素和的组合19.权利要求16中的投射束数据存储器件，其中交链剂包含硅。20.权利要求16中的投射束数据存储器件，其中难熔的形成剂是从一组元素中选取的，这些元素包括锗、铝和硅。21.权利要求16中的投射束数据存储器件，其中硫族化物成分包含作为硫族化物的碲，作为交链剂的锗和作为难熔的形成剂硅。22.权利要求21中的投射束数据存储器件，其中交链剂的原子与碲和全部交链剂的原子的比率约在1%至20%之间。23.权利要求21中的投射束数据存储器件，其中硫族化物成分进一步包含反射增强剂。24.权利要求23中的投射束数据存储器件，其中反射增强剂与碲的比率在1%至20%之间。25.权利要求21中的投射束数据存储器件，该投射束数据存储器件进一步包含氧。26.权利要求25中的投射束数据存储器件;其中(a)氧与全部碲和锗的比率在2%至20%之间;和(b)锗与全部碲和锗的比率在1%至20%之间。27.权利要求1中的投射束数据存储器件，其中存储材料是通过下列方法制作的，该方法包括(a)沉积状态变化材料和密封剂材料，以形成一个沉积层;和(b)大体上不可逆地将沉积层分离成大体上连续的密封剂相和以断续晶粒形态弥散在密封剂相中的状态可变相。28.权利要求27中的投射束数据存储器件，包含对沉积层进行晶化和玻璃化，以影响相分离。29.权利要求27中的投射束数据存储器件，其中状态变化材料和密封剂材料是用溅射法沉积的。30.权利要求29中的投射束数据存储器件，其中状态变化材料和密...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗萨扬，尤金妮亚米蒂利尼尔，
申请(专利权)人：能源转换装置公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]