[發(fā)明專利]一種用于相變存儲(chǔ)器的Zr摻雜Ge2Sb2Te5薄膜材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610119008.9
• 申請(qǐng)日: 2016-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN105742489B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李增光;呂業(yè)剛;馬亞東;沈祥;王國祥;戴世勛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L45/00
• 分類號(hào): H01L45/00
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 何仲

1.一種用于相變存儲(chǔ)器的Zr摻雜Ge₂Sb₂Te₅薄膜材料，其特征在于：其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為Zr_x(Ge₂Sb₂Te₅)_100-x，其中0<x<20。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于相變存儲(chǔ)器的Zr摻雜Ge₂Sb₂Te₅薄膜材料，其特征在于：所述的薄膜材料的結(jié)晶溫度為150-300℃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于相變存儲(chǔ)器的Zr摻雜Ge₂Sb₂Te₅薄膜材料，其特征在于：所述的薄膜材料的非晶電阻在10⁶～10⁸Ω，晶態(tài)電阻10³～10⁴Ω。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于相變存儲(chǔ)器的Zr摻雜Ge₂Sb₂Te₅薄膜材料，其特征在于：所述的薄膜材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為Zr₁₂(Ge₂Sb₂Te₅)₈₈。

5.一種根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的用于相變存儲(chǔ)器的Zr摻雜Ge₂Sb₂Te₅薄膜材料的制備方法，其特征在于：采用高純度圓塊狀Zr單質(zhì)與Ge₂Sb₂Te₅作為靶材，采用磁控濺射裝置，采用雙靶共濺射方法，以高純氬氣作為工作氣體，采用石英片或硅片為襯底材料進(jìn)行表面沉積，具體步驟如下：

(1)將Ge₂Sb₂Te₅圓塊狀玻璃靶材和Zr單質(zhì)靶材背面，完全貼合一塊與玻璃靶材直徑相同，厚度為1mm的銅片，制得磁控濺射鍍膜靶材；將Zr單質(zhì)靶材安裝在磁控直流直流濺射靶中，將Ge₂Sb₂Te₅靶材安裝在磁控射頻濺射靶中；

(2)將石英片或硅片襯底材料放入去離子水中，超聲清洗20分鐘，然后放入無水乙醇中超聲清洗20分鐘，取出后用高純氮?dú)獯蹈?，放入濺射腔室；

(3)將磁控濺射室進(jìn)行抽真空，直至濺射室內(nèi)真空度達(dá)到2×10^-4Pa時(shí)，向室內(nèi)通入高純氬氣，氬氣流量為50ml/min，直至濺射腔室內(nèi)氣壓達(dá)到濺射所需的起輝氣壓0.3Pa；

(4)開啟射頻電源，待輝光穩(wěn)定后，將Zr單質(zhì)靶的直流濺射功率調(diào)整為3～9W，Ge₂Sb₂Te₅靶的射頻濺射功率調(diào)整為60W，于室溫下進(jìn)行濺射鍍膜，共濺射15min后，得到用于相變存儲(chǔ)器的Zr摻雜Ge₂Sb₂Te₅薄膜材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于相變存儲(chǔ)器的Zr摻雜GST薄膜材料的制備方法，其特征在于：所述的Zr靶材和所述Ge₂Sb₂Te₅靶材的純度均為99.99％。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于相變存儲(chǔ)器的Zr摻雜GST薄膜材料的制備方法，其特征在于：將步驟(4)步驟得到的沉積態(tài)的Zr摻雜Ge₂Sb₂Te₅薄膜材料放入快速退火爐中，在高純氬氣氛圍保護(hù)下，迅速升溫至200～350℃下進(jìn)行退火，即得到熱處理后的Zr摻雜GST相變存儲(chǔ)薄膜材料。