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【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及微电子相变材料,特别是涉及一种高稳定性低功耗mo-te-sb纳米相变薄膜及其制备方法与应用。
技术介绍
1、相变存储器pcm是一种基于硫系化合物薄膜具有高性能、非易失性的随机存储器。相变存储技术是一种随机存储技术,通过硫系化合物为基础的相变材料来存储数据,基本原理是通过施加或消除电流来完成材料相变,使材料在晶态与非晶态之间互逆转换从而写入与擦除信息,信息读出通过判断晶态与非晶态之间电阻或反射率的差异而实现。相变存储薄膜材料的这一特性引起了广泛重视,相变储热技术在储能领域具有广阔的应用前景。
2、聚醚醚酮(peek)是一种高分子材料,具有具耐高温、耐腐蚀性、阻燃性等级高、防水性好、电绝缘性能好等优点,能适应各种复杂的工作环境。当今科技朝着智能化发展,为以后可穿戴智能设备提供了良好的研究材料。
3、由于sb的结晶温度低,因此在非晶态下有着较差的热稳定性,对于研究者来说开发实现结晶速率快、拥有高的相变温度、好的热稳定性和低能耗的相变材料是目前优先需解决的问题。目前研究表明ge2sb2te5(gst)相变材料综合性能优异,应用范围较广,是最合适的相变材料,已在可擦写光盘等产业中得到了广泛应用,但是依然存在一些问题比如其热稳定性较差、功耗偏高。
4、因此,如何开发出一种能够改善现有存储器热稳定性和操作功耗的新型相变存储材料,成为亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,本申请实施例提供一种高稳定性低功耗mo-te-sb纳米相变薄膜及其制
2、本申请实施例第一方面提供一种高稳定性低功耗mo-te-sb纳米相变薄膜,所述纳米相变薄膜的化学通式为(mote2)xsby,其中,x表示mote2的原子个数,且0<x<1;y表示sb的原子个数,且0<y<1。
3、若mote2的原子所占比例过高时,会引起薄膜材料的相变温度过高,导致基底和相变材料的融化;若sb的原子所占比例过高时,可能会导致跟纯sb薄膜特性类似,并不能实现达到高稳定性低功耗。
4、在可以包括上述实施例的一些实施例中,所述纳米相变薄膜的厚度为50-250nm。
5、本申请实施例第二方面还提供如上述的高稳定性低功耗mo-te-sb纳米相变薄膜的制备方法,该方法包括:通过磁控溅射法将mote2合金材料及sb材料在基片上进行纳米量级复合,形成(mote2)xsby(0<x<1,0<y<1)纳米相变薄膜。
6、在可以包括上述实施例的一些实施例中,具体包括以下步骤:
7、(1)将基片清洗,烘干并待用;
8、(2)将sb金属靶材和mote2金属靶材安装于磁控溅射靶中并放入溅射腔室内,对溅射腔室进行抽真空,使用ar气作为溅射气体;
9、(3)将步骤(1)中的基片置于基托上,然后将所述基托转到sb金属靶材和mote2金属靶材的靶位上,溅射生成(mote2)xsby(0<x<1,0<y<1)纳米相变薄膜。
10、在可以包括上述实施例的一些实施例中,步骤(3)之前还包括靶材清洁:
11、将空的基托旋转到sb金属靶材和mote2金属靶材的靶位上,对sb金属靶材和mote2金属靶材表面进行溅射,用以去除sb金属靶材和mote2金属靶材表面杂质。
12、在可以包括上述实施例的一些实施例中,步骤(2)中,mote2金属靶材放置在sb金属靶材之上且同心设置。
13、在可以包括上述实施例的一些实施例中,步骤(2)中,ar气的体积百分比≥99.999%,ar气流量为30sccm,溅射气压为0.4pa,溅射功率为29.9-30.1w。
14、在可以包括上述实施例的一些实施例中,步骤(3)中,sb金属靶材纯度大于99.999%,溅射速率为1.9s/nm;mote2金属靶材纯度大于99.999%,溅射速率为21.28s/nm。
15、在可以包括上述实施例的一些实施例中,步骤(1)中,所述基片采用peek或sio2/si。
16、本申请实施例第三方面还提供如上述的高稳定性低功耗mo-te-sb纳米相变薄膜在相变存储器中的应用,利用所述的纳米相变薄膜非晶态时的高电阻率及晶态时的低电阻率实现数据记录。
17、本申请实施例与现有技术相比,具有如下有益效果:
18、1.本申请实施例中的mo-te-sb纳米相变薄膜,不仅可以用peek为衬底还可以用sio2/si为衬底,通过在peek或sio2/si基片上溅射,基于sb金属靶材上放置不同mote2金属靶材的数量配比,mote2组分比例的增加阻碍了载流子的定向移动,加大了晶化的障碍,使得薄膜拥有更好的热稳定性和更小的电阻漂移指数。
19、2.本申请实施例中的mo-te-sb纳米相变薄膜,晶态下表面仍较为平整,这对于保持电极和薄膜之间的有效接触是有益的,有助于提高器件的可靠性。
20、3.本申请实施例中的mo-te-sb纳米相变薄膜,从非晶到晶态的转变时具有更低的阈值电压,有效地降低器件功耗。
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1.一种高稳定性低功耗Mo-Te-Sb纳米相变薄膜,其特征在于,所述纳米相变薄膜的化学通式为(MoTe2)xSby,其中,x表示MoTe2的原子个数,且0<x<1;y表示Sb的原子个数,且0<y<1。
2.根据权利要求1所述的高稳定性低功耗Mo-Te-Sb纳米相变薄膜,其特征在于,所述纳米相变薄膜的厚度为50-250nm。
3.如权利要求1或2所述的高稳定性低功耗Mo-Te-Sb纳米相变薄膜的制备方法,其特征在于,该方法包括:通过磁控溅射法将MoTe2合金材料及Sb材料在基片上进行纳米量级复合,形成(MoTe2)xSby(0<x<1,0<y<1)纳米相变薄膜。
4.根据权利要求3所述的高稳定性低功耗Mo-Te-Sb纳米相变薄膜的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的高稳定性低功耗Mo-Te-Sb纳米相变薄膜的制备方法,其特征在于,步骤(3)之前还包括靶材清洁:
6.根据权利要求4所述的高稳定性低功耗Mo-Te-Sb纳米相变薄膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,MoTe2金属靶材放置在Sb金
7.根据权利要求4所述的高稳定性低功耗Mo-Te-Sb纳米相变薄膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,Ar气的体积百分比≥99.999%,Ar气流量为30sccm,溅射气压为0.4Pa,溅射功率为29.9-30.1W。
8.根据权利要求4所述的高稳定性低功耗Mo-Te-Sb纳米相变薄膜的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,Sb金属靶材纯度大于99.999%,溅射速率为1.9s/nm;MoTe2金属靶材纯度大于99.999%,溅射速率为21.28s/nm。
9.根据权利要求4所述的高稳定性低功耗Mo-Te-Sb纳米相变薄膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述基片采用PEEK或SiO2/Si。
10.如权利要求1或2所述的高稳定性低功耗Mo-Te-Sb纳米相变薄膜在相变存储器中的应用,其特征在于,利用所述的纳米相变薄膜非晶态时的高电阻率及晶态时的低电阻率实现数据记录。
...【技术特征摘要】
1.一种高稳定性低功耗mo-te-sb纳米相变薄膜,其特征在于,所述纳米相变薄膜的化学通式为(mote2)xsby,其中,x表示mote2的原子个数,且0<x<1;y表示sb的原子个数,且0<y<1。
2.根据权利要求1所述的高稳定性低功耗mo-te-sb纳米相变薄膜,其特征在于,所述纳米相变薄膜的厚度为50-250nm。
3.如权利要求1或2所述的高稳定性低功耗mo-te-sb纳米相变薄膜的制备方法,其特征在于,该方法包括:通过磁控溅射法将mote2合金材料及sb材料在基片上进行纳米量级复合,形成(mote2)xsby(0<x<1,0<y<1)纳米相变薄膜。
4.根据权利要求3所述的高稳定性低功耗mo-te-sb纳米相变薄膜的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的高稳定性低功耗mo-te-sb纳米相变薄膜的制备方法,其特征在于,步骤(3)之前还包括靶材清洁:
6.根据权利要求4所述的高稳定性低功耗mo-te-sb纳米相变薄...
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