[發(fā)明專利]用于相變存儲器的Ga-Ge-Sb-Te薄膜材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310025243.6
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103050624A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設計）人: 張中華;宋三年;宋志棠;呂葉剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;C22C12/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發(fā)明涉及微電子技術領域，特別是涉及一種用于相變存儲器的Ga-Ge-Sb-Te薄膜材料。

背景技術

相變存儲器（PCM）是近年來興起的一種非揮發(fā)性半導體存儲器。與傳統(tǒng)的存儲器相比，它具有存儲單元尺寸小、高讀寫速度、低功耗、循環(huán)壽命長、以及優(yōu)異的抗輻照性能等優(yōu)點。基于上述優(yōu)點，相變存儲器不僅能夠取代現有的存儲器，而且還在普通存儲器達不到的一些領域(諸如空間、航天技術和軍事等領域)產生新的應用。相變存儲器是新型存儲技術中有力的競爭者，有望替代閃存（Flash技術）成為下一代非揮發(fā)存儲器的主流存儲技術，因而擁有廣闊的市場前景。

相變存儲器的應用基于其中的相變材料在電脈沖信號操作下高、低電阻之間的可逆轉換來實現“0”和“1”的存儲。

相變存儲器的核心是相變存儲介質材料，傳統(tǒng)的相變材料主要是Ge₂Sb₂Te₅，其已經廣泛地應用于相變光盤和相變存儲器中。但是現有以Ge₂Sb₂Te₅為相變材料的相變存儲器，依然存在一些問題：1）結晶溫度較低，面臨著數據丟失的危險；2）熱穩(wěn)定性不好，數據保持力得不到保證，其能夠提供10年可靠數據保存的工作溫度僅為80度，嚴重制約了其應用領域。例如在汽車電子等領域，其對存儲器件可服役的溫度要高于125度。因此尋求一種高數據保持力，具有寬溫域工作范圍的相變薄膜材料，是當前急需解決的問題。

發(fā)明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種數據保持能力強、且物理性能可調的用于相變存儲器的Ga-Ge-Sb-Te薄膜材料。

為實現上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種用于相變存儲器的Ga-Ge-Sb-Te薄膜材料，其通式為Ga_xGe_ySb_zTe_w，其中0<x≤16，23≤y≤28，26≤z≤31，30≤w≤40。

其中，優(yōu)選通式為Ga₆Ge₂₈Sb₂₆Te₄₀。

優(yōu)選地，所述Ga-Ge-Sb-Te薄膜材料采用濺射法、電子束蒸發(fā)法、化學氣相沉積法、及原子層沉積法中的一種形成。

優(yōu)選地，所述Ga-Ge-Sb-Te薄膜材料采用GaSb和GST合金靶共濺射形成；更為優(yōu)選地，采用GaSb和Ge₃Sb₂Te₅合金靶共濺射形成。

如上所述，本發(fā)明的用于相變存儲器的Ga-Ge-Sb-Te薄膜材料，具有以下有益效果：數據保持能力強，熱穩(wěn)定性好，結晶速度快，物理性能可調，可以應用在汽車電子等高溫領域；且材料制備工藝簡單，便于精確控制材料成分和后續(xù)工藝；使用本發(fā)明的Ga-Ge-Sb-Te材料制備成的相變存儲器可以在電壓脈沖作用下實現可逆相變，且電學性能穩(wěn)定。

附圖說明

圖1顯示為不同組分的Ga-Ge-Sb-Te薄膜材料的電阻-溫度關系圖。

圖2顯示為不同組分的Ga-Ge-Sb-Te薄膜材料的數據保持能力計算結果圖。

圖3顯示為組分為Ga₆Ge₂₈Sb₂₆Te₄₀薄膜材料制備形成的相變存儲器的電流-電壓關系圖。

圖4顯示為組分為Ga₆Ge₂₈Sb₂₆Te₄₀薄膜材料制備形成的相變存儲器的電阻-電壓關系圖。

圖5顯示為組分為Ga₆Ge₂₈Sb₂₆Te₄₀薄膜材料制備形成的相變存儲器的疲勞性能圖。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。