HfN-Ge-Sb-Te相变材料及低功耗相变存储器制造技术

本发明专利技术提供了HfN‑Ge‑Sb‑Te相变材料及低功耗相变存储器，属于微纳电子领域，其通式为(HfN)<subgt;x</subgt;(Ge‑Sb‑Te)<subgt;1‑x</subgt;，x为HfN的分子数占总分子数的百分比，其中Ge‑Sb‑Te系合金与HfN的晶格失配度大于20％，以抑制Ge‑Sb‑Te相变存储材料的晶化程度。本发明专利技术将HfN掺杂到Ge‑Sb‑Te系合金内，并保证HfN与Ge‑Sb‑Te系合金的晶格失配度大于20％，从而能够使HfN‑Ge‑Sb‑Te相变材料形成更稳定的非晶结构，显著抑制其晶化程度，缩小其晶化区域，进而提高Ge‑Sb‑Te系相变材料的非晶稳定性，大大降低Ge‑Sb‑Te系相变存储器件的RESET功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微纳电子领域，更具体地，涉及hfn-ge-sb-te相变材料及低功耗相变存储器。

技术介绍

1、在当今电子技术以及信息产业飞速发展的时代，随着数据的爆炸式增长，人们对非易失性存储器的性能要求也越来越高。相变存储器(pcm)凭借其集成度高、响应速度快、循环寿命长等优点被国际半导体工业协会认为最有可能取代闪存和动态存储器而成为未来主流存储器。相变存储器的基本原理是用电脉冲信号作用于存储单元上，使相变材料在非晶态与晶态之间发生可逆相变来实现“0”和“1”的存储。在单元上施加一个窄脉宽、高幅值的电脉冲对其进行reset操作，晶态相变存储材料熔化快冷转变为非晶无序态，从而实现从低阻态“0”到高阻态“1”的快速阻变。反之，在相变单元上施加一个宽脉宽、低幅值的电脉冲对其进行set操作，非晶态相变存储材料经历一个类退火过程结晶，返回低阻态，实现“1”擦写回“0”。相变材料主要为硫系化合物材料，其中以ge、sb、te三种元素组成的化合物最为常见。目前相变存储器具有非易失的优点，且擦写较快(几十到几百纳秒)，但reset功耗比较高，不利于器件能耗降低和存储器芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种HfN-Ge-Sb-Te相变材料，其特征在于，该HfN-Ge-Sb-Te相变材料的通式为(HfN)x(Ge-Sb-Te)1-x，x为HfN的分子数占总分子数的百分比，其中HfN与晶态Ge-Sb-Te系合金的晶格失配度大于20％，以抑制Ge-Sb-Te相变材料的晶化程度。

2.如权利要求1所述的HfN-Ge-Sb-Te相变材料，其特征在于，所述Ge-Sb-Te系合金为Ge2Sb2Te5、Ge1Sb2Te4或Ge1Sb4Te7。

3.如权利要求1所述的HfN-Ge-Sb-Te相变材料，其特征在于，x的取值范围为0＜x＜30％。

4.如权利要求1～3...

【技术特征摘要】

1.一种hfn-ge-sb-te相变材料，其特征在于，该hfn-ge-sb-te相变材料的通式为(hfn)x(ge-sb-te)1-x，x为hfn的分子数占总分子数的百分比，其中hfn与晶态ge-sb-te系合金的晶格失配度大于20％，以抑制ge-sb-te相变材料的晶化程度。

2.如权利要求1所述的hfn-ge-sb-te相变材料，其特征在于，所述ge-sb-te系合金为ge2sb2te5、ge1sb2te4或ge1sb4te7。

3.如权利要求1所述的hfn-ge-sb-te相变材料，其特征在于，x的取值范围为0＜x＜30％。

4.如权利要求1～3任一项所述的hfn-ge-sb-te相变材料，其特征在于，所述hfn-ge-sb-te相变材料为薄膜状，其厚度为5nm～300nm。

5.一种低功耗相变存储器，其特征在于，该低功耗相变存储器包括依次层叠的底电极、隔离层、相变存储材料薄膜层和顶电极，其中所述隔离层开有贯穿的通孔，所述相变存储材料薄膜层沉积在该通孔内，并与底电极和顶电极接触，所述相变存储材料薄膜层采用上述hfn-ge-s...

【专利技术属性】
技术研发人员：程晓敏，范思源，缪向水，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：