一种C-Ti-Sb-Te相变材料制造技术

本发明专利技术提供一种C‑Ti‑Sb‑Te相变材料，所述C‑Ti‑Sb‑Te相变材料为包括碳、钛、锑及碲四种元素的化合物，所述C‑Ti‑Sb‑Te相变材料的化学式为Cz[Tix(SbyTe100‑y)100‑x]100‑z；其中，0

A C-Ti-Sb-Te Phase Change Material

【技术实现步骤摘要】
一种C-Ti-Sb-Te相变材料
本专利技术属于半导体材料制备
，特别是涉及一种C-Ti-Sb-Te相变材料。
技术介绍
存储器是目前半导体市场的重要组成部分，是信息技术的基石，无论在生活中还是在国民经济中发挥着重要的作用。目前，存储器的存储产品主要有：闪存、磁盘、动态存储器、静态存储器等。其他非易失性技术：铁电体RAM、磁性RAM、碳纳米管RAM、电阻式RAM、铜RAM(CopperBridge)、全息存储、单电子存储、分子存储、聚合物存储、赛道存储(RacetrackMemory)及探测存储(ProbeMemory)等作为下一代存储器的候选者也受到了广泛的研究，这些技术各有各的特色，但大都还处于理论研究或者初级试验阶段，距离大范围实用还非常遥远。目前，相变存储器(PCM)已经走出实验室，走向了市场。Numonyx的相变存储器使用一种含锗、锑、碲的合成材料Ge2Sb2Te5，多被称为GST，现今大多数公司在研究和发展相变存储器时都都使用GST或近似的相关合成材料。继Numonyx宣布出货Omneo系列相变存储芯片后，三星也宣布推出了首款多芯片封装512Mbit相变存储颗粒产品，对相变存储器的期望是取代消费电子领域中的NOR型闪存。相变存储器的基本原理是利用相变存储器中存储材料在高电阻和低电阻之间的可逆转变来实现高阻“1”及低阻“0”的存储，通过利用电信号控制实现存储材料高电阻的连续变化可以实现多级存储，从而大幅提高存储器的信息存储能力。在相变存储器中，利用了相变材料在非晶和多晶之间的可逆转变来实现上述的电阻变化。在相变材料研发中，常用的有Ge2Sb2Te5及Tix(SbyTe100-y)100-x相变材料。已有研究表明Tix(SbyTe100-y)100-x材料具有相变速度快，功耗低等优点，但是这种材料的结晶温度较低，数据保持能力差。综上所述，开发一种解决现有技术中Tix(SbyTe100-y)100-x相变材料结晶温度低、数据保持能力差的问题实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种C-Ti-Sb-Te相变材料，用于解决现有技术中Tix(SbyTe100-y)100-x相变材料存在的结晶温度低、数据保持能力差的问题。所述C-Ti-Sb-Te相变材料为包括碳、钛、锑及碲四种元素的化合物，所述C-Ti-Sb-Te相变材料的化学式为Cz[Tix(SbyTe100-y)100-x]100-z，其中0<x<50，0<y<100及0<z<50，x表示钛元素的原子百分比，y表示锑元素的原子百分比，z表示碳元素的原子百分比。。优选地，所述C-Ti-Sb-Te相变材料中，y的取值范围为40≤y≤80。优选地，所述C-Ti-Sb-Te相变材料中，x的取值范围为0<x≤20。优选地，所述C-Ti-Sb-Te相变材料为C-Ti-Sb-Te相变薄膜材料。优选地，所述C-Ti-Sb-Te相变材料在电信号操作下，实现高低阻值的反复转换，且在没有电信号操作时维持阻值不变。一种制备所述C-Ti-Sb-Te相变材料的方法，依据所述碳、钛、锑及碲在所述化学式Cz[Tix(SbyTe100-y)100-x]100-z中的组分比，采用磁控溅射法、脉冲激光沉积法及电子束蒸发法中的一种制备所述C-Ti-Sb-Te相变材料。优选地，所述磁控溅射法包括两靶共溅射法、三靶共溅射法及四靶共溅射法中的一种。优选地，所述两靶共溅射法包括采用Ti0.43Sb2Te3合金靶及C单质靶共溅射。优选地，所述Ti0.43Sb2Te3合金靶及C单质靶采用射频电源，通过改变射频功率得到C组分可调的Cz[Tix(SbyTe100-y)100-x]100-z系列相变材料。优选地，所述Ti0.43Sb2Te3合金靶及C单质靶采用的射频功率范围介于10W～100W之间。优选地，所述三靶共溅射法包括采用Sb2Te合金靶、Ti单质靶及C单质靶与采用Sb2Te3合金靶、Ti单质靶及C单质靶共溅射中的一种。优选地，当采用Sb2Te合金靶、Ti单质靶及C单质靶三靶共溅射的方法制备所述C-Ti-Sb-Te相变材料时，所述Sb2Te合金靶采用直流电源，所述Ti单质靶及C单质靶采用射频电源，通过改变射频功率得到Ti及C组分可调的Cz[Tix(SbyTe100-y)100-x]100-z系列相变材料。优选地，所述Sb2Te合金靶采用的直流功率范围介于10W～30W之间，所述Ti单质靶及C单质靶采用的射频功率范围介于10W～100W之间。优选地，当采用Sb2Te3合金靶、Ti单质靶及C单质靶三靶共溅射的方法制备所述C-Ti-Sb-Te相变材料时，所述Sb2Te3合金靶采用直流电源，所述Ti单质靶及C单质靶采用射频电源，通过改变射频功率得到Ti及C组分可调的Cz[Tix(SbyTe100-y)100-x]100-z系列相变材料。优选地，所述Sb2Te3合金靶采用的直流功率范围介于10W～30W之间，所述Ti单质靶及C单质靶采用的射频功率范围介于10W～100W之间。优选地，所述四靶共溅射法包括采用Sb2Te3合金靶、Te单质靶、Ti单质靶及C单质靶与采用Sb单质靶、Te单质靶、Ti单质靶及C单质靶共溅射中的一种。优选地，当采用Sb2Te3合金靶、Te单质靶、Ti单质靶及C单质靶四靶共溅射的方法制备所述C-Ti-Sb-Te相变材料时，所述Sb2Te3合金靶及Te单质靶采用直流电源，所述Ti单质靶及C单质靶采用射频电源；通过改变所述Te单质靶的直流功率来调节Sb及Te的组分比，通过改变射频功率来调节Ti及C的组分比，得到Ti及C组分可调的Cz[Tix(SbyTe100-y)100-x]100-z系列相变材料。优选地，所述Sb2Te3合金靶及Te单质靶采用的直流功率范围介于10W～30W之间，所述Ti单质靶及C单质靶采用的射频功率范围介于10W～100W之间。优选地，当采用Sb单质靶、Te单质靶、Ti单质靶及C单质靶四靶共溅射的方法制备所述C-Ti-Sb-Te相变材料时，所述Sb单质靶及Te单质靶采用直流电源，所述Ti单质靶及C单质靶采用射频电源；通过改变所述Sb单质靶及Te单质靶的直流功率来调节Sb及Te的组分比，通过改变射频功率来调节Ti及C的组分比，得到Ti及C组分可调的Cz[Tix(SbyTe100-y)100-x]100-z系列相变材料。优选地，所述Sb单质靶及Te单质靶采用的直流功率范围介于10W～30W之间，所述Ti单质靶及C单质靶采用的射频功率范围介于10W～100W之间。优选地，获得的所述C-Ti-Sb-Te相变材料为相变薄膜材料，所述相变薄膜材料的厚度范围介于1nm～500nm之间。一种相变存储器单元，所述相变存储器单元包含所述的C-Ti-Sb-Te相变材料。优选地，所述C-Ti-Sb-Te相变材料为C掺杂的相变存储材料，所述C掺杂提高所述相变存储器单元的热稳定性及降低所述相变存储器单元的RESET功耗。如上所述，本专利技术的C-Ti-Sb-Te相变材料，具有以下有益效果：C-Ti-Sb-Te相变材料可采用多种方法制备，通过磁控溅射法可较方便、灵活的制备组分可调、质量较高的C-Ti-Sb-Te相变材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种C‑Ti‑Sb‑Te相变材料，其特征在于：所述C‑Ti‑Sb‑Te相变材料为包括碳、钛、锑及碲四种元素的化合物，所述C‑Ti‑Sb‑Te相变材料的化学式为Cz[Tix(SbyTe100‑y)100‑x]100‑z；其中，0<x<50，0<y<100及0<z<50，x表示钛元素的原子百分比，y表示锑元素的原子百分比，z表示碳元素的原子百分比。

【技术特征摘要】
1.一种C-Ti-Sb-Te相变材料，其特征在于：所述C-Ti-Sb-Te相变材料为包括碳、钛、锑及碲四种元素的化合物，所述C-Ti-Sb-Te相变材料的化学式为Cz[Tix(SbyTe100-y)100-x]100-z；其中，0<x<50，0<y<100及0<z<50，x表示钛元素的原子百分比，y表示锑元素的原子百分比，z表示碳元素的原子百分比。2.根据权利要求1中所述C-Ti-Sb-Te相变材料，其特征在于：y的取值范围为40≤y≤80。3.根据权利要求2中所述C-Ti-Sb-Te相变材料，其特征在于：x的取值范围为0<x≤20。4.根据权利要求1中所述C-Ti-Sb-Te相变材料，其特征在于：所述C-Ti-Sb-Te相变材料为C-Ti-Sb-Te相变薄膜材料。5.根据权利要求1中所述C-Ti-Sb-Te相变材料，其特征在于：所述C-Ti-Sb-Te相变材料在电信号操作下，实现高低阻值的反复转换，且在没有电信号操作时维持阻值不变。6.一种如权利要求1～5中任一项所述C-Ti-Sb-Te相变材料的制备方法，其特征在于：依据所述碳、钛、锑及碲在所述化学式Cz[Tix(SbyTe100-y)100-x]100-z中的组分比，采用磁控溅射法、脉冲激光沉积法及电子束蒸发法中的一种制备所述C-Ti-Sb-Te相变材料。7.根据权利要求6中所述C-Ti-Sb-Te相变材料的制备方法，其特征在于：所述磁控溅射法包括两靶共溅射法、三靶共溅射法及四靶共溅射法中的一种。8.根据权利要求7中所述C-Ti-Sb-Te相变材料的制备方法，其特征在于：所述两靶共溅射法包括采用Ti0.43Sb2Te3合金靶及C单质靶共溅射。9.根据权利要求8中所述C-Ti-Sb-Te相变材料的制备方法，其特征在于：所述Ti0.43Sb2Te3合金靶及C单质靶采用射频电源，通过改变射频功率得到C组分可调的Cz[Tix(SbyTe100-y)100-x]100-z系列相变材料。10.根据权利要求9中所述C-Ti-Sb-Te相变材料的制备方法，其特征在于：所述Ti0.43Sb2Te3合金靶及C单质靶采用的射频功率范围介于10W～100W之间。11.根据权利要求7中所述C-Ti-Sb-Te相变材料的制备方法，其特征在于：所述三靶共溅射法包括采用Sb2Te合金靶、Ti单质靶及C单质靶与采用Sb2Te3合金靶、Ti单质靶及C单质靶共溅射中的一种。12.根据权利要求11中所述C-Ti-Sb-Te相变材料的制备方法，其特征在于：当采用Sb2Te合金靶、Ti单质靶及C单质靶三靶共溅射的方法制备所述C-Ti-Sb-Te相变材料时，所述Sb2Te合金靶采用直流电源，所述Ti单质靶及C单质靶采用射频电源，通过改变射频功率得到Ti及C组分可调的Cz[Tix(SbyTe100-y)100-x]100-z系列相变材料。13.根据权利要求12中所述C-Ti-Sb-Te相变材料的制备方法，其特征在于：所述Sb2Te合金靶采用的直流功率范围介于10W～30W之间，所述Ti单质靶及C单质靶采用的射频功率范围介于10W～100W之间。14.根据权利要求11中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋志棠，任堃，王勇，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31