[發明專利]用于相變存儲器的Si-Sb-Te材料

有效

• 申請號: 201110021605.5
• 申請日: 2011-01-19
• 公開（公告）號: CN102130298A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 饒峰;宋志棠;吳良才;任堃;周夕淋
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明涉及半導體制造材料領域，具體涉及一系列用于制造電阻轉換相變存儲器的存儲介質材料。

背景技術

存儲器是目前半導體市場的重要組成部分，是信息技術的基石，無論在生活中還是在國民經濟中發揮著重要的作用。目前，存儲器的存儲產品主要有：閃存，磁盤、動態存儲器，靜態存儲器等。其他非易失性技術：鐵電體RAM、磁性RAM、碳納米管RAM、電阻式RAM、銅RAM(Copper?Bridge)、全息存儲、單電子存儲、分子存儲、聚合物存儲、賽道存儲(Racetrack?Memory)、探測存儲(Probe?Memory)等作為下一代存儲器的候選者也受到了廣泛的研究。這些技術各有各的特色，但大都還處于理論研究或者初級試驗階段，距離大范圍實用還非常遙遠。而目前相變存儲器已經走出實驗室，走向了市場。繼Numonyx宣布出貨Omneo系列相變存儲芯片后，三星也宣布推出了首款多芯片封裝512Mbit相變存儲顆粒產品。目前對相變存儲器的期望是取代消費電子領域中的NOR型閃存。

相變存儲器的基本原理是利用期間中存儲材料在高電阻和低電阻之間的可逆轉變來實現“1”和“0”的存儲。通過利用電信號控制實現存儲材料高電阻的連續變化可以實現多級存儲，從而大幅提高存儲器的信息存儲能力。在相變存儲器中，利用了相變材料在非晶和多晶之間的可逆轉變來實現上述的電阻變化。

Si-Sb-Te系列材料作為相變存儲材料，在近段時間已經被深入的研究了。相比傳統的Ge-Sb-Te材料，Si-Sb-Te具有更好的的數據保持能力、更快的相轉變速度、更小的操作電流等優點。但是作為相變存儲材料的Si-Sb-Te材料的各元素的最優原子數比之前還未被了解。

發明內容

本發明主要解決的技術問題在于提供一種用于相變存儲器的Si-Sb-Te材料。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種用于相變存儲器的Si-Sb-Te材料，其特征在于：該Si-Sb-Te材料的化學式為Si_xSb₂Te₃，0＜x≤4。

作為本發明的優選方案，該Si-Sb-Te材料在電信號操作下實現高低阻值的反復轉換，并在沒有電信號操作的情況下維持阻值不變。

作為本發明的優選方案，在所述Si_xSb₂Te₃中，Si的含量滿足3≤x≤4。

作為本發明的優選方案，在所述Si_xSb₂Te₃中，Si的含量滿足3≤x≤3.5。

本發明的有益效果在于：。

本發明提供的一系列用于相變存儲器的Si-Sb-Te材料，具有較佳的相穩定性和數據保持力，將該材料應用于相變存儲器中，具有較佳的器件操作穩定性和操作速度，其中Si_xSb₂Te₃(3≤x≤3.5)是用來制備相變存儲器非常合適的存儲介質。

附圖說明

圖1(a)、(b)、(c)、(d)分別為Si₂Sb₂Te₆材料薄膜在沉積態、423K、483K和573K退火溫度下的透射電子明場顯微圖像及選區電子衍射圖像。

圖2(a)為退火后Sb₂Te₃、Si₂Sb₂Te₃和Si₃Sb₂Te₃材料的X射線衍射圖像；圖2(b)是結晶后的Si_xSb₂Te₃材料的高分辨透射電子顯微圖像。

圖3為Sb₂Te₃、Ge₂Sb₂Te₅和Si_xSb₂Te₃材料薄膜的體電阻隨退火溫度升高而變化的圖像。

圖4(a)為基于Si₃Sb₂Te₃材料的相變存儲器在電脈沖操作下的電阻電壓曲線；圖4(b)為該相變存儲器的疲勞曲線。