[发明专利]纳米复合相变材料及其在相变存储器中的用途

权利要求书

1.一种纳米复合相变材料，其特征在于包括：

重量百分比为2-30％的介质材料TiO₂、以及重量百分比为70-98％的相变材料Ge₂Te₃。

2.如权利要求1所述的纳米复合相变材料，其特征在于：所述相变材料Ge₂Te₃和介质材料TiO₂在复合材料中均匀分散。

3.如权利要求1或2所述的纳米复合相变材料，其特征在于：所述相变材料Ge₂Te₃在复合材料中都呈纳米级颗粒状。

4.如权利要求3所述的纳米复合相变材料，其特征在于：所述相变材料Ge₂Te₃在复合材料中呈球形颗粒状，直径小于100nm。

5.一种纳米复合相变材料的制备方法，其特征在于包括：采用Ge₂Te₃合金靶和TiO₂靶两靶磁控共溅的步骤。

6.如权利要求5所述的纳米复合相变材料的制备方法，其特征在于：溅射时，本底真空度小于10^-4Pa，溅射气压为0.18-0.25Pa，温度为室温，加在Ge₂Te₃合金靶上的直流电源为10-30瓦，加在TiO₂靶上的射频电源为10-50瓦，溅射时间为10-20分钟，沉积厚度为50-240nm。

7.一种相变存储器，其特征在于包括：包括用作存储介质的纳米复合相变材料层，所述纳米复合相变材料层的材料为权利要求1-4中任一一种。

8.一种制备相变存储器的方法，其特征在于包括步骤：

1)在半导体衬底上制备第一金属电极层及绝缘层，利用曝光-刻蚀工艺去除部分绝缘材料以形成至少一孔体；

2)在具有孔状的半导体衬底上采用Ge₂Te₃合金靶和TiO₂靶同时溅射形成纳米复合相变材料薄膜，以使所述纳米复合相变材料薄膜填充并覆盖至少一孔体；

3)在形成有纳米复合相变材料薄膜的半导体衬底上制备第二金属电极层；

4)再次利用曝光-刻蚀工艺将部分第二金属电极层和纳米复合相变材料薄膜一起刻去，以形成相变存储器。

9.如权利要求8所述的制备相变存储器的方法，其特征在于：所述半导体衬底为(100)取向的硅衬底。

10.如权利要求8所述的制备相变存储器的方法，其特征在于：所述曝光-刻蚀工艺采用的曝光方法为电子束曝光，刻蚀方法为反应离子刻蚀。