[發明專利]一種用于高密度阻變存儲的氮化銅阻變材料的制備方法

有效

• 申請號: 201110309153.0
• 申請日: 2011-10-13
• 公開（公告）號: CN102386326A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 吳曉京;朱瑋;張昕;周永寧;付小牛
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;C23C14/06;C23C14/35
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.一種用于高密度阻變存儲的氮化銅阻變材料的制備方法，其特征在于具體步驟如下：

（1）在襯底上沉積金屬層M作為下電極；

（2）將上述襯底表面沉積有金屬層M的樣品放置于磁控濺射設備的基臺上，使金屬層M與基臺在電學上連通；

（3）使用磁控濺射工藝在金屬層M上生長氮化銅薄膜

磁控濺射靶材采用高純銅靶或氮化銅靶；濺射過程中通入高純氮氣，或者通入高純氮氣的同時混入一定比例的氬氣，作為反應氣體，氬氣與氮氣的分壓比在0~3的范圍內進行調節；在靶材上施加直流負高壓或13.56MHz的射頻電壓產生輝光放電，電離出氮離子或氬離子轟擊靶表面，使靶原子被濺出并在氮離子氣氛下化合成銅的氮化物，在磁場誘導下沉積到基片上，形成氮化銅薄層；濺射功率范圍為10~200瓦；襯底溫度范圍為10~200oC；

（4）采用掩膜工藝在上述氮化銅薄層上生長金屬層N作為上電極。

2.按權利要求1所述的制備方法，其特征在于當磁控濺射設備腔體內真空度達到10^-3量級時，通入高純氮氣或者同時混入一定比例的氬氣，使腔體內總氣壓可維持在0.01Pa-3Pa范圍內。

3.按權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述直流負高壓范圍為200-2000伏，靶臺與基板間距為5-20cm。

4.按權利要求1所述的的制備方法，其特征在于所述氮氣與氬氣的分壓比的標定采用如下方法:?

（1）采用包含機械泵、分子泵兩級泵的抽真空系統將沉積腔內的真空度抽至10^-3Pa量級（P₀）；

（2）在本底真空下按特定流量通入高純氮氣，待穩定后記錄腔內總氣壓P₁；

（3）關閉氮氣流量閥門，使腔內氣壓恢復到本底真空狀態P₀；

（4）開啟高純氬氣流量閥門并設置到特定流量，待穩定后記錄腔內總氣壓P₂；

（5）氬氣與氮氣的分壓比定義為（P₂-P₀）/（P₁-P₀）。

5.如按權利要求1所述制備方法制備的氮化銅阻變材料，其分子通式為Cu_xN，其中，“x”代表金屬Cu的組分含量，x在1-4范圍內，Cu_xN薄膜的厚度在30nm-500nm范圍內。