一种相变材料、相变存储器单元及其制作方法技术

技术编号:24608902 阅读:41 留言:0更新日期:2020-06-23 22:56
本发明专利技术涉及微纳电子技术领域,本发明专利技术公开了一种相变材料,其包括M和碲(Te)两种化学元素,该相变材料的化学通式为M

A phase change material, phase change memory unit and its fabrication method

【技术实现步骤摘要】
一种相变材料、相变存储器单元及其制作方法
本专利技术涉及微纳电子
,特别涉及一种相变材料、相变存储器单元及其制作方法。
技术介绍
相变存储器(PhaseChangeMemory,PCM)是近年来兴起的一种非挥发半导体存储器。与目前已有的多种半导体存储技术相比,它具有器件尺寸可缩的优越性(纳米级)、高速读取、低功耗、高密度和制造工艺简单等优点,是存储器中被工业界广泛看好的有力竞争者,有望替代闪存(Flash技术)成为下一代非挥发存储器的主流存储技术,因而其拥有广阔的市场前景。相变存储器(PCRAM)原理是以硫系化合物为存储介质,利用电能(热量)使材料在晶态(低阻)与非晶态(高阻)之间相互转换实现信息的写入与擦除,信息的读出靠测量电阻的大小,比较其高阻“1”还是低阻“0”来实现的。现有技术中,常用的相变存储材料体系主要是碲基材料,如Ge-Sb-Te、Si-Sb-Te和Ag-In-Sb-Te等。但是传统的Ge2Sb2Te5等相变材料具有结晶温度较低、结晶速度慢并且结晶晶粒较大、热稳定性差的缺点。而消费型电子要求非挥发性存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变材料,其特征在于,包括M和碲(Te)两种化学元素,所述相变材料的化学通式为M

【技术特征摘要】
1.一种相变材料,其特征在于,包括M和碲(Te)两种化学元素,所述相变材料的化学通式为M100-x-y-zGexSbyTez,其中,x、y和z为元素的原子百分比,所述M为铪(Hf)或者铟(In)。


2.根据权利要求1所述的相变材料,其特征在于,
在所述M100-x-y-zGexSbyTez中,0≤x≤50,0≤y≤80,0<z≤60,0<100-x-y-z≤20。


3.根据权利要求2所述的相变材料,其特征在于,还包括碳(C),所述碳(C)的原子百分比小于15%。


4.根据权利要求1所述的相变材料,其特征在于,
所述M100-x-y-zGexSbyTez包括高阻值态和低阻值态;
所述高阻值态对应所述M100-x-y-zGexSbyTez的非晶态,所述低阻值态对应所述M100-x-y-zGexSbyTez的全部结晶态或者部分结晶态。


5.根据权利要求1所述的相变材料,其特征在于,
所述M100-x-y-zGexSbyTez能够在电驱动、激光脉冲驱动或者电子束驱动下实现电阻率的可逆转变。


6.一种相变材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
采用物理方法或者化学方法制备相变材料,所述相变材料包括M和碲(Te)两种化学元素,所述相变材料的化学通式为M100-x-y-zGexSbyTez,其中,x、y和z为元素的原子百分比所述M为铪(Hf)或者铟(In)。


7.根据权利要求6所述的相变材料的制备方法,其特征在于,
所述物理方法包括磁控溅射法、脉冲激光沉积法或者电子束蒸发法;
所述化学方法包括化学气相淀积法、原子层沉积法或者电镀法。


8.根据权利要求6所述的相变材料的制备方法,其特征在于,所述物理方法包括磁控溅射法;
所述采用物理方法制备相变材料,包括:
采用M单质靶和Sb-Te合金靶、锗(Ge)单质靶共溅射制备所述相变材料,溅射所述M单质靶的电源为直流电源,溅射所述Sb-Te合金靶的电源为射频电源,
或;
采用M单质靶和锗(Ge)单质靶、锑(Sb)单质靶、碲(Te)...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋志棠王若冰宋三年
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

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