專利名稱：制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料，尤其涉及一種制 備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法。
背景技術(shù)：
電阻轉(zhuǎn)換存儲器是當今最炙手可熱的下一代非易失性半導(dǎo)體存儲器的候選，具 有廣闊的市場前景，并已經(jīng)實現(xiàn)了小批量的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用?，F(xiàn)在主要的電阻轉(zhuǎn)換存儲器主 要分為兩類，一是相變存儲器，二是電阻隨機存儲器。前者的原理是建立在器件中的相 變材料在電信號的作用下所實現(xiàn)的在非晶和多晶之間的轉(zhuǎn)變上的，材料晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變 導(dǎo)致了電阻的改變，相變存儲器就是利用這種高低電阻的差異實現(xiàn)邏輯數(shù)據(jù)的存儲。而 后者的原理是建立在某些強關(guān)聯(lián)材料的電轉(zhuǎn)換上，也是利用器件電阻的可逆改變進行數(shù) 據(jù)存儲。此外，巨磁阻存儲器也是建立在電阻的改變上，也可以說是電阻轉(zhuǎn)換存儲器的 一種。在傳統(tǒng)的相變存儲器中，器件內(nèi)部的相變材料在電信號的作用下，實現(xiàn)存儲材 料均勻的變化，即在器件內(nèi)部所產(chǎn)生和存在的非晶和多晶的相變材料區(qū)域成份基本均 勻。在中國發(fā)明專利CN201010127277.2(發(fā)明人張挺等，《電阻存儲器裝置》)中， 提出了一種新型的納米晶電阻轉(zhuǎn)換存儲器，其原理是建立在材料內(nèi)部納米晶材料的產(chǎn)生 電阻的改變上，與相變存儲器的不同之處在于，在該器件進行邏輯反轉(zhuǎn)的時候，存儲材 料中，僅有部分的材料組份或者顆粒參與電阻的轉(zhuǎn)變，其余的“功能材料”部分則保持 穩(wěn)定不變，起到的是隔離和框架的作用。這種納米晶電阻轉(zhuǎn)換存儲器的原理顯然也與電 阻隨機存儲器也大相徑庭，具體表現(xiàn)在電阻轉(zhuǎn)換的過程中，前者內(nèi)組份分布并不均勻， 一直存在不同的至少兩組的材料組份，因此是一種新的存儲原理。制造納米晶電阻轉(zhuǎn)換存儲器的難點在于制備得到均勻的納米晶存儲材料的方 法，均勻的納米晶材料顯然能夠大幅度提升存儲器的性能，增加器件的可靠性，然而， 當前，制備均勻的納米晶薄膜依舊是一個難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，解 決了無法制備均勻納米晶存儲材料的難題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案—種制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，包含如下步驟A、沉積厚度小于IOnm的具有電阻轉(zhuǎn)換功能的材料超薄薄膜；B、在真空腔室內(nèi)采用退火，通過團聚效應(yīng)形成均勻的具有存儲功能的納米晶顆 粒；C、沉積包覆材料，均勻地包覆在具有存儲功能的納米晶顆粒表面；D、重復(fù)步驟A到步驟C，直到得到足夠的厚度，制備得到均勻的納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法中得到的 納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料能夠在電信號的作用實現(xiàn)材料電阻率的改變，所述的材料中具有存 儲功能的納米晶顆粒需被包覆材料均勻地分隔開。形成的均勻的具有存儲功能的納米 顆粒能夠在電信號的作用下改變的電阻率，而包覆材料則在電信號作用下電阻率保持不 變。具有存儲功能的納米晶顆?？梢詾橄嘧儾牧项w粒，或電阻隨機存儲材料顆粒，或含 銻材料顆粒。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述包覆材料為絕緣材料，或為半導(dǎo)體材料，或 為含金屬材料。采用的退火為快速退火，退火在真空中進行。形成的具有存儲功能的納 米晶顆粒的尺寸小于直徑為30nm的球體。沉積存儲材料和包覆材料超薄薄膜的方法為氣 相沉積法，或為物理沉積法，或為原子層沉積法。一種制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，包含如下步驟交替生長存儲材料和功 能材料薄層，薄膜沉積完成后，采用退火得到納米晶存儲材料，薄膜沉積得到的存儲材 料薄層的厚度小于20nm，功能材料薄層厚度小于lOnm。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法中得到的 納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料能夠在電信號的作用下實現(xiàn)材料的電阻率在高、低值之間的轉(zhuǎn)換。 納米晶存儲顆?？蔀橄嘧儾牧希驗殡娮桦S機存儲材料，或為含銻材料材料。包覆材料 在電信號的作用下無電阻的轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，這些功能材料為絕緣材料，或為半導(dǎo)體材料，或 為含金屬材料。形成的納米存儲顆粒的尺寸小于30nm。工藝中可以采用不同類型的電 阻轉(zhuǎn)換材料和功能材料，也可以沉積不同厚度的電阻轉(zhuǎn)換材料和功能材料，即在同時制 備得到的納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料中可以還有多種電阻轉(zhuǎn)換材料和多種功能材料。一種制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，包含如下步驟Al、沉積具有電阻轉(zhuǎn)換功能的存儲材料超薄薄膜，薄膜厚度少于15nm;Bi、在具有反應(yīng)的氣體的氣氛中退火，通過退火反應(yīng)和團聚效應(yīng)的共同作用， 形成具有存儲功能的納米晶顆粒的同時，在納米晶顆粒的表面形成反應(yīng)物作為包覆層；Cl、重復(fù)步驟Al到步驟Bi，直到得到足夠多的厚度，制備得到均勻的納米晶 電阻轉(zhuǎn)換材料。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法中，納米 晶電阻轉(zhuǎn)換材料能夠在電信號的作用下實現(xiàn)材料的電阻率在高、低值之間的轉(zhuǎn)換。具 有存儲功能的納米顆粒為相變材料顆粒，或為電阻隨機存儲材料顆粒，或為含銻材料顆 粒。退火反應(yīng)得到的包覆材料在電信號的作用下無電阻的轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，這些材料為絕緣材 料，為半導(dǎo)體材料，為含金屬材料。采用的退火為快速退火。形成的具有存儲功能的納 米顆粒的尺寸小于直徑為30nm的球體。工藝得到的具有存儲功能的納米顆粒能夠在電信 號的作用下實現(xiàn)在高、低電阻率之間的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明包覆在納米晶外的包覆層是通過退 火在納米晶表明面形成反應(yīng)物得到。本發(fā)明 的有益效果在于本發(fā)明提出的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換存儲材料的工藝方 法，可用于納米晶電阻轉(zhuǎn)換存儲器，解決無法制備均勻納米晶存儲材料的難題。納米晶 應(yīng)用到存儲器件中，能夠大幅度提升存儲器的性能，增加器件的可靠性，因此，本發(fā)明 對于存儲器性能的提升意義顯著。附圖
說明圖IA-圖IG為制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料方法的流程圖。圖2A-圖2B為另一種制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料方法的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。實施例一本發(fā)明揭示一種制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，該方法包括包含如下步驟(1)首先在具有電極的基底1上通過PVD沉積相變材料Sb-Te薄膜2 (如圖IA 所示)，特點是沉積的相變材料薄膜厚度超薄，不超過lOnm，典型的厚度為lnm，2nm, 3nm以及5nm等。顯然采用的相變材料Sb_Te薄膜可以是其它任何類型的相變材料，也 可以是其它類型的電阻轉(zhuǎn)換存儲材料，在此需要特別的指出。(2)在真空中，進行快速退火，因為退火造成的團聚效應(yīng)，在基底的表面會形成 相變材料Sb-Te的納米顆粒3，其截面圖和俯視圖分別如圖IB和IC所示。研究表明， 相變材料在接近熔化溫度的溫度下進行退火后，材料會在基底上有團聚，從而形成納米 晶顆粒。此外，基底的選擇對于納米晶的形成至關(guān)重要，在此不再贅述。形成的Sb-Te 納米晶顆粒還具備電阻轉(zhuǎn)換的能力。(3)采用PECVD法(或者ALD)在另一個腔室里沉積Si:H，典型的厚度為 l-3nm,在上述的納米顆粒的表面就包覆了 Si:H薄層4，如圖ID所示，在本案中Si:H薄 層即為包覆層，因為包覆層的限制，納米晶粒的活動會被相應(yīng)地限制在較小的范圍內(nèi)， 并且阻止納米晶之間可能的團聚。類似于Si:H薄層的材料與Sb-Te納米晶的不同之處 在于，這些材料不具備電阻轉(zhuǎn)換的能力，是一種穩(wěn)定的材料，因為Si:H簿層的包覆河分 散，使材料內(nèi)部的組份不再均勻。(4)繼續(xù)沉積相變材料Sb-Te，重復(fù)上述的步驟(1)到(3)步，可以形成如圖 1E-1G所示的結(jié)構(gòu)，直到得到足夠的厚度，形成了所需要的均勻的納米晶結(jié)構(gòu)，這種材 料能夠在電信號的作用下，實現(xiàn)材料在高、低電阻之間的轉(zhuǎn)換。本實施例采用在真空中，交叉地沉積材料，兩步沉積過程之間采用退火引入的 團聚效應(yīng)形成納米晶顆粒，采用一種穩(wěn)定的功能材料包覆層分隔開相變材料的納米顆 粒，形成均勻分布的納米晶存儲材料，對于納米晶存儲器件的應(yīng)用具有重要的意義。工 藝中只需要兩個材料沉積腔體和一個退火腔，在真空中實現(xiàn)樣品傳輸，具有很高的制備 效率，避免采用成本較高的復(fù)雜組份合金靶材，并且獲得更加均勻的納米晶存儲材料， 具有明顯的競爭力。實施例二本實施例揭示一種制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，該方法包括包含如下步 驟(1)首先在具有電極的基底上沉積相變材料Si-Sb-Te。(2)進行快速退火，氣氛為氧氣(或者是含氧氣的氣氛)，在退火的促進下， 在基底的表面形成相變材料Si-Sb-Te的納米顆粒，此外因為氣氛的原因，在納米顆粒的表面還會產(chǎn)生氧化反應(yīng)而形成氧化硅(因為硅具有較強的電負性，所以會優(yōu)先地與氧反 應(yīng)，從而在顆粒表面形成氧化硅薄層，在氧化適當?shù)那闆r下，Sb和Te不會氧化)。(3)繼續(xù)沉 積相變材料Si-Sb-Te，重復(fù)步驟(1)到(2)步，直到得到足夠的厚 度，形成了所需要的均勻的納米晶結(jié)構(gòu)，這種材料能夠在電信號的作用下，實現(xiàn)材料在 高、低電阻之間的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲功能。顯然采用的反應(yīng)氣氛也可以是氮氣或者其他的任何類型的反應(yīng)氣體，源材料也 不局限于Si-Sb-Te，在此就不特別指出。這種方法的好處在于，只需要一種材料的沉 積，后續(xù)的包覆層通過退火反應(yīng)得到，工藝更加的簡單。實施例三本實施例揭示一種制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，該方法包括包含如下步 驟(1)首先在基底上沉積超薄的金屬Ni薄膜，厚度為3nm，此外典型的厚度還可 以是 0.5nm，Inm 禾口 4.5nm 等。(2)進行快速退火，氣氛為氧氣，因為退火和反應(yīng)的作用，在基底的表面形成 NiO納米顆粒，這些納米顆粒能夠在電信號的作用下實現(xiàn)電阻的反轉(zhuǎn)。(3)采用物理沉積法在另一個腔室里沉積非晶Si，在上述的納米顆粒的表面就包 覆了非晶Si薄層。(4)繼續(xù)沉積金屬Ni，重復(fù)步驟⑴到(3)步，直到得到足夠的厚度，并且形成 了均勻的納米晶結(jié)構(gòu)。沉積的包覆層非晶Si顯然也可以是其它的絕緣介質(zhì)材料，例如氧化硅和氮化 硅等，只要求這些隔離材料不具備在電信號作用下實現(xiàn)電阻轉(zhuǎn)換的能力，然而，經(jīng)過氧 化，Ni形成了 NiO，NiO等納米顆粒則可以在電信號的作用下實現(xiàn)在高、低電阻之間的 轉(zhuǎn)換，存儲器的數(shù)據(jù)存儲的原理也本于此。顯然，所述的NiO作為存儲介質(zhì)也可以用 其他的金屬氧化物等材料取代，例如氧化鎢和氧化銅為代表的金屬氧化物，在此不必贅 述。實施例四本實施例揭示一種制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，該方法包括包含如下步 驟(1)在具有電極的基底上沉積厚度為2nm的Si。(2)沉積厚度為5nm的Sb。(3)重復(fù)步驟(1)到(2)步，直到得到足夠的厚度。(4)退火，氣氛為高純氮氣的保護氣氛中退火，得到納米晶材料，納米晶材料主 要依靠Sb與Sb之間的非晶硅來分隔開，具備電阻轉(zhuǎn)換的存儲能力。在此演示一種連續(xù)沉積薄膜最后通過一道退火實現(xiàn)納米晶薄膜的生長，在此需 要指出，此方案并不局限于Si和Sb，是可以是其它任何類型的材料。在薄膜沉積和退火 后，薄膜的內(nèi)部就會形成被特定材料包覆的納米顆粒，具備電阻存儲的能力。實施例五請參閱圖2A、圖2B，本實施例揭示一種制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，該方 法包括包含如下步驟
(1)參考圖2A，在具有基底上沉積厚度為3nm的Si層11。(2)沉積厚度為3nm的Sb_Te層12。(3)繼續(xù)沉積厚度為5nm的Si層13。(4)沉積厚度為5nm的Sb_Te層14。(5)沉積厚度為2nm的Si層15。 (6)沉積厚度為8nm的Sb_Te層16。(7)沉積厚度為3nm的Si層17。
(8)沉積厚度為7nm的Sb_Te層18。(9)沉積厚度為4nm的Si層19。(10)退火，氣氛為氮氣氛保護，得到納米晶材料，如圖2B所示，經(jīng)過退火后， 相應(yīng)的非晶硅層基本保持不變，而在Sb-Te層之間形成了納米晶20，納米晶之間被經(jīng)擴 散之后形成的包覆區(qū)域21分隔開。本案例要說明，多層結(jié)構(gòu)中，可以采用不同種類和不同厚度的隔離材料和納米 晶材料，各層之間采用的厚度并不需要完全相同。實施例六本實施例揭示一種制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，該方法包括包含如下步 驟(1)在具有電極的基底上沉積厚度為Inm的Si。(2)沉積厚度為2nm的Sb_Te。(3)在具有電極的基底上沉積厚度為2nm的Si。(4)沉積厚度為 3nm 的 Ge-Sb-Te。(5)在具有電極的基底上沉積厚度為2nm的Si02。(6)沉積厚度為3nm的SiSb。(7)繼續(xù)沉積金屬Ni，重復(fù)步驟(1)到(6)步，直到得到足夠的厚度。(8)退火，氣氛為氮氣氛保護，得到納米晶材料。本實施例要說明，多層結(jié)構(gòu)中，可以采用不同種類和不同厚度的隔離材料和納 米晶材料，各層之間采用的厚度甚至是材料都不需要完全相同。綜上所述，本發(fā)明提出的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換存儲材料的工藝方法，可用于納 米晶電阻轉(zhuǎn)換存儲器，解決無法制備均勻納米晶存儲材料的難題。本發(fā)明如果在電阻轉(zhuǎn) 換存儲器中得到應(yīng)用，制造得到的存儲器相比于當前的存儲器件，能夠大幅度提升存儲 器的性能，增加器件的可靠性。這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施 例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離 本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及 用其它組件、材料和部件來實現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所 披露的實施例進行其它變形和改變。
權(quán)利要求
1.一種制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟A、沉積厚度小于IOnm的具有電阻轉(zhuǎn)換功能材料的超薄薄膜；B、在真空腔室內(nèi)采用退火，通過團聚效應(yīng)形成均勻的具有存儲功能的納米晶顆粒；C、沉積包覆材料，均勻地包覆在具有存儲功能的納米晶顆粒表面；D、重復(fù)步驟A到步驟C，直到得到足夠的厚度，制備得到均勻的納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料能夠在電信號的作用實現(xiàn)電阻率的改變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述電阻轉(zhuǎn)換材料中具有存儲功能的納米晶顆粒被包覆材料均勻地分隔開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于所述具有存儲功能的納米晶顆粒能夠在電信號的作用下改變納米晶的電阻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于所述具有存儲功能的納米晶顆粒為相變材料顆粒，或為電阻隨機存儲材料顆粒，或 為含銻材料顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述步驟C中的包覆材料在電信號的作用下無電阻轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述包覆材料為絕緣材料，或為半導(dǎo)體材料，或為含金屬材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述步驟B中采用的退火為快速退火，退火在真空中進行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述步驟B中形成的具有存儲功能的納米顆粒的尺寸小于直徑為30nm 的球體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于所述步驟C中沉積包覆材料和存儲材料的方法為氣相沉積法，或為物理沉積法，或 為原子層沉積法。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述方法具體包括如下步驟(11)首先在具有電極的基底上沉積相變材料薄膜，沉積的相變材料薄膜厚度不超過 IOnm ；(12)在真空中，進行快速退火，因為退火造成的團聚效應(yīng)，在基底的表面會形成相 變材料的納米顆粒；形成的納米晶顆粒具備電阻轉(zhuǎn)換的能力；(13)沉積包覆材料，包覆材料的厚度為0.2-5nm，在上述的納米顆粒的表面就包覆 了包覆材料薄層；所述包覆材料薄層即為包覆層，因為包覆層的限制，納米晶粒的活動 會被相應(yīng)地限制在小范圍內(nèi)，并且阻止納米晶之間可能的團聚；(14)繼續(xù)沉積相變材料，重復(fù)上述的步驟(11)到(13)步，直到得到足夠的厚度，形 成了所需要的均勻的納米晶結(jié)構(gòu)，這種材料能夠在電信號的作用下，實現(xiàn)材料在高、低電阻之間的轉(zhuǎn)換。
12.—種制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于所述方法包含如下步驟交 替生長存儲材料和功能材料薄層，采用退火得到納米晶存儲材料，存儲材料薄層的厚度 小于20nm，功能材料薄層厚度小于lOnm。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 得到的納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料能夠在電信號的作用下實現(xiàn)材料的電阻率在高、低值之間的轉(zhuǎn)換。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述納米晶存儲顆粒為相變材料，或為電阻隨機存儲材料，或為含銻材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述包覆材料在電信號的作用下無電阻的轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。
16.根據(jù)權(quán)利要求12或15所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述功能材料為絕緣材料，或為半導(dǎo)體材料，或為含金屬材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述形成的納米晶存儲顆粒的尺寸小于30nm。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述方法中采用多種類型的電阻轉(zhuǎn)換材料和功能材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述方法中沉積多種厚度的電阻轉(zhuǎn)換材料和功能材料。
20.一種制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，包含如下步驟Al、沉積具有電阻轉(zhuǎn)換功能的存儲材料超薄薄膜，薄膜厚度少于15nm; Bi、在具有反應(yīng)的氣體的氣氛中退火，通過退火反應(yīng)和團聚效應(yīng)的共同作用，形成 具有存儲功能的納米晶顆粒的同時，在納米晶顆粒的表面形成反應(yīng)物作為包覆層；Cl、重復(fù)步驟Al到步驟Bi，直到得到足夠多的厚度，制備得到均勻的納米晶電阻 轉(zhuǎn)換材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于所述納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料能夠在電信號的作用下實現(xiàn)材料的電阻率在高、低值之間 的轉(zhuǎn)換。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于所述具有存儲功能的納米晶顆粒為相變材料顆粒，或為電阻隨機存儲材料顆粒，或 為含銻材料顆粒。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述退火反應(yīng)得到的包覆材料在電信號的作用下無電阻的轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述包覆材料為絕緣材料，或為半導(dǎo)體材料，或為含金屬材料。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述方法采用的退火為快速退火。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于 所述形成的具有存儲功能的納米晶顆粒的尺寸小于直徑為30nm的球體。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于所述工藝得到的具有存儲功能的納米晶顆粒能夠在電信號的作用下實現(xiàn)在高、低電 阻率之間的轉(zhuǎn)換。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料的方法，其特征在于所述方法具體包括如下步驟(21)首先在具有電極的基底上沉積相變材料；(22)進行快速退火，氣氛為氧氣，因為退火的作用，在基底的表面形成相變材料 的納米顆粒，此外因為氣氛的原因，在納米顆粒的表面還會產(chǎn)生反應(yīng)而反應(yīng)物作為包覆 層；(23)繼續(xù)沉積相變材料，重復(fù)步驟(21)到(22)步，直到得到足夠的厚度，形成了所 需要的均勻的納米晶結(jié)構(gòu)，這種材料能夠在電信號的作用下，實現(xiàn)材料在高、低電阻之 間的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲功能。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換材料和單元的方法，包括如下步驟首先沉積超薄的電阻轉(zhuǎn)換存儲材料薄膜，隨后通過退火在基底上形成均勻的納米晶，再者通過功能材料的沉積形成對納米晶的包覆；重復(fù)上述三步，形成具有功能材料包覆的均勻的納米晶電阻轉(zhuǎn)換存儲材料和單元。本發(fā)明提出的制備納米晶電阻轉(zhuǎn)換存儲材料的工藝方法，可用于納米晶電阻轉(zhuǎn)換存儲器，解決無法制備均勻納米晶存儲材料的難題。本發(fā)明能夠大幅度提升存儲器的性能，提升器件的可靠性。
文檔編號B82Y40/00GK102011089SQ20101028991
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者劉波, 吳關(guān)平, 宋志棠, 封松林, 張挺, 張超, 陳邦明 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所