[發明專利]多層相變薄膜及其相變存儲器單元的制備方法

有效

• 申請號: 202110754391.6
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113611798B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 丁科元;饒峰;劉建彬;李天賜
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H10N70/20
• 分類號: H10N70/20;H10B63/10
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 陳思凡

1.一種多層相變薄膜，其特征在于，所述多層相變薄膜包含結構跳變層及結構穩定層，其中，所述多層相變薄膜的最頂層與最底層為所述結構穩定層，所述結構跳變層為A_xD_1-x，所述結構穩定層為M_yTe_1-y，A為鍺Ge、鎵Ga中的一種，D為銻Sb、硒Se、碲Te中的一種，M為鋯Zr、鉿Hf、鉬Mo、鈮Nb、鈦Ti中的一種，x為0.3至0.7，y為0.3至0.5；

通過施加電流可使所述結構跳變層中的A原子和D原子的排布序列發生改變；

所述結構跳變層與所述結構穩定層的初始狀態均為沿預設晶向生長獲得的單晶，其中，所述預設晶向為0?0?1晶向；

所述結構跳變層與所述結構穩定層在可逆相變過程中為晶態結構。

2.如權利要求1所述的多層相變薄膜，其特征在于，所述結構跳變層的厚度為0.6nm至5nm。

3.如權利要求1所述的多層相變薄膜，其特征在于，所述結構穩定層的厚度為2nm至15nm。

4.如權利要求1所述的多層相變薄膜，其特征在于，所述多層相變薄膜中所述結構跳變層與所述結構穩定層交替垂直堆垛，堆垛周期大于或等于2且小于或等于25。

5.如權利要求1所述的多層相變薄膜，其特征在于，所述多層相變薄膜的厚度范圍為6nm至500nm。

6.一種相變存儲器單元的制備方法，其特征在于，相變存儲器單元的制備方法包括如下步驟：

獲取如權利要求1所述多層相變薄膜、頂電極與包含底電極的生長襯底，其中，所述底電極為鋁Al、鎢W和錫TiN中的一種；所述頂電極為Al、W或TiN中的一種；所述多層相變薄膜包含結構跳變層及結構穩定層，所述多層相變薄膜的最頂層與最底層為所述結構穩定層，所述結構跳變層為A_xD_1-x，所述結構穩定層為M_yTe_1-y，A為Ge、Ga中的一種，D為Sb、Se、Te中的一種，M為Zr、Hf、Mo、Nb、Ti中的一種，x為0.3至0.7，y為0.3至0.5；

在所述生長襯底表面沉積介質包覆層，所述介質包覆層為二氧化硅SiO₂、氮化硅Si₃N₄中的一種；

通過預設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底電極的沉積孔；

通過預設沉積方式在所述沉積孔中依次沉積多層相變薄膜和頂電極，得到相變存儲器單元。

7.如權利要求6所述的相變存儲器單元的制備方法，其特征在于，所述預設沉積方式為物理氣相沉積法、化學氣相沉積法或金屬有機物沉積法中的一種。

8.如權利要求6所述的相變存儲器單元的制備方法，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。