[發明專利]一種相變存儲器單元及其制備方法

在審

• 申請號: 201410077462.3
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103794723A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 饒峰;丁科元;夏夢嬌;宋志棠
• 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

1.一種相變存儲器單元，其包括相變材料層，其特征在于，所述相變材料層是由單層相變材料Sb_xTe_1-x層和單層化合物Ti_yTe_1-y層交替垂直堆疊生長而形成的相變超晶格薄膜結構，其中，0.4≤x≤0.8，0.33≤y≤0.56。

2.根據權利要求1所述的相變存儲器單元，其特征在于：所述單層相變材料Sb_xTe_1-x層的厚度范圍為1～10nm，所述單層化合物Ti_yTe_1-y層的厚度范圍為1～10nm。

3.根據權利要求1所述的相變存儲器單元，其特征在于：所述單層相變材料Sb_xTe_1-x層和單層化合物Ti_yTe_1-y層的循環堆疊次數為3～25個周期。

4.根據權利要求1所述的相變存儲器單元，其特征在于：所述相變超晶格薄膜結構中發生相變的相變區域總厚度范圍為6～500nm。

5.根據權利要求1所述的相變存儲器單元，其特征在于：所述相變超晶格薄膜結構中單層相變材料Sb_xTe_1-x層的初始狀態為非晶態或經過加熱處理后的晶態。

6.根據權利要求1所述的相變存儲器單元，其特征在于：所述相變超晶格薄膜結構中單層化合物Ti_yTe_1-y層的初始狀態為非晶態或經過加熱處理后的晶態。

7.根據權利要求1所述的相變存儲器單元，其特征在于：所述相變存儲器單元為限制型結構或者T型結構。

8.一種相變存儲器單元的制備方法，其特征在于，所述制備方法至少包括以下步驟：

1）提供一制作有下電極的生長襯底；

2）在所述生長襯底表面沉積介質包覆層；

3）利用曝光-刻蝕工藝刻蝕所述介質包覆層直至在所述介質包覆層中形成暴露所述下電極的沉積孔；

4）在所述沉積孔中依次沉積相變材料層和上電極，所述相變材料層是由單層相變材料Sb_xTe_1-x層和單層化合物Ti_yTe_1-y層交替垂直堆疊生長而形成的相變超晶格薄膜結構，其中，0.4≤x≤0.8，0.33≤y≤0.56。

9.根據權利要求8所述的相變存儲器單元的制備方法，其特征在于：采用物理氣相沉積、化學氣相沉積、或金屬有機物沉積工藝在所述沉積孔中沉積形成所述相變材料層。

10.根據權利要求8所述的相變存儲器單元的制備方法，其特征在于：所述單層相變材料Sb_xTe_1-x層的厚度范圍為1～10nm，所述單層化合物Ti_yTe_1-y層的厚度范圍為1～10nm。

11.根據權利要求8所述的相變存儲器單元的制備方法，其特征在于：所述單層相變材料Sb_xTe_1-x層和單層化合物Ti_yTe_1-y層的循環堆疊次數為3～25個周期。

12.根據權利要求8所述的相變存儲器單元的制備方法，其特征在于：所述相變超晶格薄膜結構中發生相變的相變區域總厚度范圍為6～500nm。

13.根據權利要求8所述的相變存儲器單元的制備方法，其特征在于：所述上電極為Al、W、或TiN中的一種；所述下電極為Al、W、或TiN中的一種；所述介質包覆層為SiO₂或Si₃N₄。