專利名稱：用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于相變存儲(chǔ)器的相變材料，特別涉及一種用于相變存儲(chǔ)器的 Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料。
背景技術(shù)：
存儲(chǔ)器在半導(dǎo)體市場(chǎng)中占有重要地位，相變存儲(chǔ)器被認(rèn)為是最具潛力的下一代非易失性存儲(chǔ)器，其是利用相變薄膜材料作為存儲(chǔ)介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)。相變存儲(chǔ)器是基于
S.R. Ovshinsky在20世紀(jì)60年代末提出的奧弗辛斯基電子效應(yīng)的存儲(chǔ)器(Ovshinsky S R. Reversible electrical switching phenomena indiscovered structure. Phys. Rev. Lett.，1968,21 (20) : 1450)，相變存儲(chǔ)器的關(guān)鍵材料是作為存儲(chǔ)介質(zhì)的相變薄膜、加熱電極材料、絕緣材料、和引出電極材料等。相變存儲(chǔ)器的基本原理是施加電學(xué)脈沖信號(hào)于器件單元上，使相變材料在非晶態(tài)與晶態(tài)之間產(chǎn)生可逆轉(zhuǎn)變，利用材料在高電阻值的非晶態(tài)和低電阻值的晶態(tài)之間的電阻差異來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。利用相變薄膜作為相變存儲(chǔ)器核心存儲(chǔ)介質(zhì)的研究可以追溯到1970年代，但由于當(dāng)時(shí)微電子工藝技術(shù)的限制，并沒有開發(fā)出可商用的相變存儲(chǔ)器。Ovshinsky于1992年提出了基于電學(xué)信號(hào)的可擦寫相變存儲(chǔ)器的專利 (美國專利，專利號(hào)5166758)，以硫族化合物Ge-Sb-Te合金薄膜作為相變存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)介質(zhì)。直至目前為止，用于相變存儲(chǔ)器的典型材料仍為硫系化合物合金Ge-Sb-Te薄膜，其中以Ge2Sb2Te5的應(yīng)用最為廣泛，其中鍺-銻-碲的成分的原子百分比是2 : 2 : 5。非易失性相變存儲(chǔ)器在高密度存儲(chǔ)器單元中必須更可靠地工作以替代傳統(tǒng)的閃存存儲(chǔ)器，因此要求相變材料在晶態(tài)時(shí)晶粒的分布和尺寸更均勻，在非晶態(tài)時(shí)薄膜有更高的熱穩(wěn)定性。雖然以Ge2Sb2Te5為存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)器在常溫下其數(shù)據(jù)可以保持十年，但是由于材料從非晶態(tài)向立方結(jié)構(gòu)的晶態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度相對(duì)較低(約為170度)，仍然存在數(shù)據(jù)不能有效保持的危險(xiǎn)，限制了器件的應(yīng)用范圍，所以提高材料的結(jié)晶溫度以提高材料的熱穩(wěn)定性進(jìn)而增強(qiáng)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)保持能力就成為亟待解決的問題。同時(shí)由于Ge2Sb2Te5相變材料具有較高的熔點(diǎn)(約620°C )，采用Ge2Sb2Te5的相變存儲(chǔ)器在進(jìn)行寫操作時(shí)需要較大的電流，因此難以在便攜式產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。此外，為了提高器件的操作速度，需要發(fā)展具有更高相變速度，具體地更高結(jié)晶速率的相變材料。通過改善相變存儲(chǔ)單元器件結(jié)構(gòu)或者驅(qū)動(dòng)電路的架構(gòu)，可以有效地降低器件操作功耗和提高工作速度，然而這樣必然會(huì)增加制造工藝的復(fù)雜度，并且降低器件特性的均勻性。因此，提供一種熱穩(wěn)定性高、操作功耗低且具有較快結(jié)晶速度，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的相變薄膜材料，已成為本技術(shù)領(lǐng)域研究人員急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料，以提高相變存儲(chǔ)器的熱穩(wěn)定性、減小其操作功耗，以及延長(zhǎng)穩(wěn)定工作期限， 同時(shí)相變存儲(chǔ)器具有較快的操作速度。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料，其組分通式為 (SiaSbbTec^yMy，在SiaSbbTee中，Si的含量a為10_25%原子百分比，Sb和Te的含量的原子百分比的比值為I. 7彡(b/c)彡2.0 ;M為摻雜元素，其含量y是0-25%原子百分比。較佳的，摻雜元素M可以為氮元素、氧元素或它們的混合物。較佳的，優(yōu)選組分可為(Si11Sb57Te32)1^Mp(Si18Sb52Te3tl) "My 或(Si24Sb48Te28)1IMyn較佳的，所述材料可采用濺射法、電子束蒸發(fā)法、氣相沉積法、及原子層沉積法中的一種方法形成。其中，在隊(duì)、02或N2與O2混合氣體的氛圍下，可采用Si、Sb及Te三個(gè)單質(zhì)靶共濺射形成，也可采用Si-Sb合金靶和Te單質(zhì)靶共濺射形成、或者采用Si-Te合金靶和Sb單質(zhì)靶共濺射形成、或者采用Sb-Te合金靶和Si單質(zhì)靶共濺射形成，還可直接采用 Si-Sb-Te的合金祀派射形成。本發(fā)明的有益效果在于經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究，本發(fā)明提供的用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料能在外部能量的作用下，實(shí)現(xiàn)高電阻態(tài)與低電阻態(tài)之間的可逆轉(zhuǎn)變；其在作為相變存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)介質(zhì)時(shí)，相變存儲(chǔ)單元不僅具有相變速度快、寫操作電流低等優(yōu)點(diǎn)，而且器件的熱穩(wěn)定性、可靠性和循環(huán)操作次數(shù)都得到了提高。


圖I為本發(fā)明提供的用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料中的相變材料 Si18Sb52Te3。、(Si18Sb52Te3tl) 92.43N7.57、(Si18Sb52Te3tl) 83.12N16.88、(Si18Sb52Te3tl) 78.72N21.28 (分別簡(jiǎn)記為SSTNJK SSTN_1、SSTN_2、SSTN_4，對(duì)應(yīng)圖中氮?dú)饬髁繛?、1、2、4SCCM的結(jié)果)分別在300攝氏度退火2分鐘后，由X射線衍射圖譜所估算的晶粒尺寸大小。圖2為本發(fā)明提供的用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料中的 SSTNJK SSTN_1、SSTN_2、SSTN_4相變材料在非晶態(tài)和晶態(tài)時(shí)，采用四探針法測(cè)得的材料的電阻率。圖3A為本發(fā)明提供的用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料中的相變材料SSTN_0在250攝氏度退火5分鐘后，由原子力顯微鏡所觀察到的材料表面形貌及表面粗糙度。圖3B為本發(fā)明提供的用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料中的相變材料SSTN_1在250攝氏度退火5分鐘后，由原子力顯微鏡所觀察到的材料表面形貌及表面粗糙度。圖3C為本發(fā)明提供的用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料中的相變材料SSTN_2在250攝氏度退火5分鐘后，由原子力顯微鏡所觀察到的材料表面形貌及表面粗糙度。圖3D為本發(fā)明提供的用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料中的相變材料SSTN_4在250攝氏度退火5分鐘后，由原子力顯微鏡所觀察到的材料表面形貌及表面粗糙度。圖4為本發(fā)明提供的用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料中的 SSTNJK SSTN_1、SSTN_2、SSTN_4相變材料的方塊電阻與退火溫度的關(guān)系曲線。
圖5為本發(fā)明的用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料中的SSTNJK SSTN_1、SSTN_2、SSTN_4相變材料的數(shù)據(jù)保持能力擬合關(guān)系曲線。 圖6為本發(fā)明的用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料中的SSTN_1 相變材料應(yīng)用在相變存儲(chǔ)器中，所形成的器件單元電阻與所施加的脈沖電壓的關(guān)系。圖7為采用本發(fā)明的用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料中的 SSTN_1相變材料所形成的相變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料，其組分通式為 (SiaSbbTec^yMy，在SiaSbbTee中，Si的含量a為10_25%原子百分比，Sb和Te的含量的原子百分比的比值為I. 7 ( (b/c) ( 2. O ;摻雜元素M的含量y是0-25%原子百分比；其可采用多種方法形成，例如，濺射法、電子束蒸發(fā)法、氣相沉積法、原子層沉積法等。當(dāng)采用濺射法形成時(shí)，采用反應(yīng)濺射的方法制備氮、氧摻雜的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料，材料中氮、氧元素的組分可以通過調(diào)節(jié)氮?dú)?、氧氣的流量進(jìn)行控制；材料中其余的元素(即Si、 Sb、及Te)可分別對(duì)應(yīng)不同的靶，通過在每個(gè)靶上施加不同的功率可以控制材料的成分，材料的厚度可以通過調(diào)整濺射時(shí)間得到控制；也可先制備相應(yīng)成分的硫族化合物合金靶材， 再通過反應(yīng)濺射合金靶材得到相應(yīng)成分的薄膜，即采用Si-Sb合金靶和Te單質(zhì)靶共濺射形成，或者采用Si-Te合金靶和Sb單質(zhì)靶共濺射形成，或者采用Sb-Te合金靶和Si單質(zhì)靶共濺射形成；還可直接采用Si-Sb-Te的合金靶濺射形成。此外，也可以可采用氮、氧離子注入 Si-Sb-Te相變薄膜的方法實(shí)施氮、氧摻雜。以下將對(duì)氮摻雜的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料進(jìn)行詳細(xì)說明，其中采用反應(yīng)濺射Si18Sb52Te3tl合金靶的方法實(shí)施氮摻雜，材料制備過程中總的氣體流量恒定為 50SCCM，氮?dú)獾牧髁糠謩e為0、1、2、4SCCM，以得到不同氮含量的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料Si18Sb52Te3。、(Si18Sb52Te30) 92.43N7.57、(Si18Sb52Te30) 83.12N16.88、(Si18Sb52Te30) 78.72N21.28 (分別簡(jiǎn)記為 SSTNJK SSTN_1、SSTN_2、SSTN_4，對(duì)應(yīng)氮?dú)獾牧髁繛?0、1、2、4SCCM)。請(qǐng)參見圖1，在經(jīng)熱氧化的硅襯底上采用反應(yīng)共濺射的方法沉積厚度為200nm左右的SSTNJK SSTN_1、SSTN_2、SSTN_4相變材料，樣品在300攝氏度的溫度下退火處理2 分鐘；圖中所示為由X射線衍射圖譜所估算的各組分材料晶粒尺寸的大小。由圖可見，材料晶粒尺寸隨著氮元素?fù)饺肓康脑黾佣粩鄿p小，這主要是因?yàn)樵诰Ш酥車械?如 Sb-N)的形成，抑制了晶粒的進(jìn)一步大，使薄膜中晶粒的分布更趨于均勻，有助于提高器件在晶態(tài)與非晶態(tài)可逆操作過程中的可靠性。再請(qǐng)參見圖2，其為采用四探針法測(cè)得的相變材料SSTN_0、SSTN_1、SSTN_2、 SSTN_4分別在非晶態(tài)與晶態(tài)時(shí)的電阻率。圖中所有材料的晶態(tài)都是在250攝氏度的溫度下退火處理5分鐘得到。從圖中可以看到，氮摻雜使得Si-Sb-Te相變薄膜的非晶態(tài)電阻率大大增加，這有助于提高器件單元的電阻開關(guān)比，減小數(shù)據(jù)的讀取誤差。同時(shí)氮摻雜也使得 Si-Sb-Te相變薄膜晶態(tài)的電阻率有所增加，而適當(dāng)?shù)卦黾颖∧ぞB(tài)電阻率有助于改善存儲(chǔ)器的能力傳輸效率，降低器件的操作功耗。圖3A至3D分別為相變材料SSTNJK SSTN_1、SSTN_2、SSTN_4在經(jīng)過250攝氏度退火5分鐘后，由原子力顯微鏡所觀察到的材料表面形貌及表面粗糙度。從圖上可以直觀的看出，材料中摻入氮以后薄膜表面變得更為光滑，因?yàn)閾饺氲牡剡M(jìn)入晶粒間界，抑制了材料的結(jié)晶過程；同時(shí)通過計(jì)算表面粗糙度可以得到相變材料SSTN_1具有最小的表面粗糙度。對(duì)于晶態(tài)的相變薄膜，更平整的表面有助于改善相變材料與電極的粘附特性，從而提高器件在循環(huán)操作過程中的可靠性。圖4為使用真空原位加熱系統(tǒng)測(cè)得的不同N含量的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料的方塊電阻與退火溫度的關(guān)系曲線。當(dāng)退火溫度低于190度時(shí)，所有相變材料均處于高阻的非晶態(tài)，隨著溫度的進(jìn)一步增加，所有相變材料的方塊電阻開始出現(xiàn)明顯的下降直至相變材料轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥璧亩嗑B(tài)。這個(gè)過程在相變存儲(chǔ)器中可以通過施加電脈沖等外部能量對(duì)相變薄膜加熱來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)可以通過施加不同的電脈沖實(shí)現(xiàn)相變薄膜在非晶態(tài)和晶態(tài)之間的可逆轉(zhuǎn)變。對(duì)于所有組分的薄膜，其非晶態(tài)的電阻率與晶態(tài)的電阻率相比高出了 4個(gè)數(shù)量級(jí)，表明氮摻雜的Si-Sb-Te材料適合用作相變存儲(chǔ)介質(zhì)。由圖可以看出，SSTNJK SSTN_1、SSTN_2、SSTN_4相變薄膜材料的結(jié)晶溫度均高于常用的Ge2Sb2Te5薄膜，因此該系列材料具有更好熱穩(wěn)定性和更強(qiáng)的數(shù)據(jù)保持能力。此外，由圖可見各組分薄膜的方塊電阻在結(jié)晶溫度附近電阻的下降趨勢(shì)基本沒有差別，因此氮元素的摻入不會(huì)影響Si-Sb-Te相變材料的結(jié)晶速率。再請(qǐng)參見圖5，由圖5可以看出隨著材料中氮元素含量的增加，氮摻雜的Si-Sb-Te 基硫族化合物相變材料的數(shù)據(jù)保持能力逐漸增強(qiáng)，其中相變材料SSTN_4作為存儲(chǔ)介質(zhì)時(shí)， 其中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)要保持十年所能承受的最高溫度已經(jīng)可以超過140度，大大優(yōu)于常用的 Ge2Sb2Te5相變材料(通常不會(huì)超過110度)。因此采用氮摻雜的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料作為相變存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)介質(zhì)有助于提升存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)保持性能，提高數(shù)據(jù)保持的可靠性，使得器件可以在更惡劣的高溫環(huán)境中使用。圖6所示為相變材料SSTN_1應(yīng)用在相變存儲(chǔ)器中，其相應(yīng)器件在連續(xù)兩次直流電流作用下的電流-電壓特性曲線。其中，所述相變存儲(chǔ)器的相變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)如圖7所示， 相變存儲(chǔ)單元包括上電極I (如鋁)、SSTN_1相變材料2、介質(zhì)材料(如Si02) 3、及下電極 4(如鎢)。施加到器件單元的電流的最大值為100 μ A，且器件兩端的電壓被連續(xù)地測(cè)量。 由圖可見，對(duì)于第一次掃描，在由具有高電阻的非晶結(jié)構(gòu)改變到具有低電阻晶態(tài)結(jié)構(gòu)的SET 操作中，存儲(chǔ)單元呈現(xiàn)負(fù)電阻特性。負(fù)電阻特性表明本發(fā)明提供相變材料可以通過相變現(xiàn)象進(jìn)行非易失性操作。因?yàn)樽饔糜谄骷卧碾妷撼^閾值電壓時(shí)產(chǎn)生的焦耳熱使材料的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使得相變薄膜材料的電阻迅速變化。對(duì)于第二次掃描，不再出現(xiàn)負(fù)電阻特性，說明此時(shí)器件單元已處于低阻的晶態(tài)，即經(jīng)過第一次的電流操作材料已充分結(jié)晶處于穩(wěn)定的晶態(tài)。需要說明的是，本發(fā)明的用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料并非僅應(yīng)用在上述相變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)中，而在是相變存儲(chǔ)器的各種單元結(jié)構(gòu)都可以使用。事實(shí)上，只要在特定的上下電極之間填充本發(fā)明所提供的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料就可以構(gòu)成相變存儲(chǔ)單元。上下電極材料可以采用W、Ti、TiW、TiN、TiAlN、Al、石墨或者其它導(dǎo)電材料。相變存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)也不限于圖6所示結(jié)構(gòu)，在不同的結(jié)構(gòu)中，電極的結(jié)構(gòu)和尺寸可以不同，關(guān)鍵存儲(chǔ)介質(zhì)的幾何形狀和尺寸也可以不同。相變存儲(chǔ)單元中的介質(zhì)材料 (如Si02)可以采用PECVD、電子束蒸發(fā)等方法制備作為電學(xué)和熱學(xué)隔離層。該相變存儲(chǔ)單元可以單獨(dú)制備，也可以同M0S、FinFET、三極管、二極管等集成形成陣列或存儲(chǔ)器。
綜上所述，本發(fā)明的用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在如下方面I、在外部能量的作用下，能實(shí)現(xiàn)高電阻態(tài)與低電阻態(tài)之間的可逆轉(zhuǎn)變，利用可逆轉(zhuǎn)變前后對(duì)應(yīng)的高低電阻態(tài)即可進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，其高阻態(tài)的阻值與低阻態(tài)阻值的比值在2 到幾個(gè)數(shù)量級(jí)之間，所述外部能量可以為熱驅(qū)動(dòng)、電子束驅(qū)動(dòng)、電脈沖驅(qū)動(dòng)、或者激光脈沖驅(qū)動(dòng)中的一種或幾種。2、在作為相變存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)介質(zhì)時(shí)，既可以保證較快的相變速度，又可以提高相變存儲(chǔ)器的熱穩(wěn)定性，同時(shí)能提高相變存儲(chǔ)器的可靠性和循環(huán)操作次數(shù)。3、本發(fā)明的相變材料晶態(tài)電阻率是目前常用的Ge2Sb2Te5相變材料的2到100倍， 可有助于有效降低寫操作功耗，同時(shí)，其熱穩(wěn)定性也優(yōu)于Ge2Sb2Te5相變材料，因此更適于高溫等惡劣環(huán)境下的應(yīng)用；此外，Si-Sb-Te基硫族化合物相變薄膜材料的表面相貌得到了改善，有助于優(yōu)化器件的界面特性，從而有助于提高存儲(chǔ)器操作的可靠性和循環(huán)操作次數(shù)。4、可應(yīng)用于采用各種驅(qū)動(dòng)方式的基于相變?cè)磉M(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器，包括激光脈沖驅(qū)動(dòng)的相變光盤或電脈沖驅(qū)動(dòng)的相變存儲(chǔ)器等。上述實(shí)施例僅列示性說明本發(fā)明的原理及功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人員均可在不違背由權(quán)利要求界定的本發(fā)明的精神及范圍下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修改。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求
1.一種用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料，其特征在于其組分通式為(SiaSbbTec^yMy，在SiaSbbTe。中，Si的含量a為10_25%原子百分比，Sb和Te的含量的原子百分比的比值為I. 7彡(b/c)彡2.0 ;M為摻雜元素，其含量y是0-25%原子百分比。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料，其特征在于摻雜元素M為氮元素、氧元素或它們的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料，其特征在于所述相變材料為(Si11Sb57Te32)1IM^
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料，其特征在于所述相變材料為(Si18Sb52Te3Dp
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料，其特征在于所述相變材料為(Si24Sb48Te2Dp
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料，其特征在于所述相變材料采用濺射法、電子束蒸發(fā)法、氣相沉積法、及原子層沉積法中的一種方法形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料，其特征在于所述相變材料在N2、O2或N2與O2混合氣體的氛圍下，采用Si、Sb、及Te三個(gè)單質(zhì)靶共濺射形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料，其特征在于所述相變材料在N2、02或N2與O2混合氣體的氛圍下，采用Si-Sb合金靶和Te單質(zhì)靶共濺射形成，或者采用Si-Te合金靶和Sb單質(zhì)靶共濺射形成，或者采用Sb-Te合金靶和Si 單質(zhì)靶共濺射形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料，其特征在于所述相變材料在N2、02或N2與O2混合氣體的氛圍下，直接采用Si-Sb-Te的合金靶濺射形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于相變存儲(chǔ)器的Si-Sb-Te基硫族化合物相變材料，屬微電子技術(shù)領(lǐng)域。該種材料具有高熱穩(wěn)定性和高結(jié)晶速度，其組分通式為(SiaSbbTec)1-yMy，其中元素M是氮元素或氧元素或它們的混合物；在SiaSbbTec中，Si的含量a為10-25%原子百分比，Sb和Te的含量的原子百分比的比值為1.7≤(b/c)≤2.0；摻雜元素M的含量y是0-25%原子百分比。該材料在電學(xué)脈沖的作用下，可在非晶態(tài)(高阻態(tài))和晶態(tài)(低阻態(tài))之間進(jìn)行可逆轉(zhuǎn)變，從而實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)。該材料與傳統(tǒng)的Ge2Sb2Te5相比，具有較高的結(jié)晶溫度、較高的熱穩(wěn)定性和更高的晶態(tài)電阻率，使用該材料作為信息存儲(chǔ)介質(zhì)可以大大提高器件的數(shù)據(jù)保持能力，同時(shí)能保持較快的操作速度和降低的寫操作功耗，提高器件的可靠性。
文檔編號(hào)H01L45/00GK102610745SQ201110021620
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者吳良才, 周夕淋, 宋志棠, 彭程, 朱敏, 饒峰 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所