[发明专利]一种微晶Si-SbxTe1-x复合相变材料及制备方法有效
| 申请号： | 201010591390.6 | 申请日： | 2010-12-16 |
| 公开（公告）号： | CN102534479A | 公开（公告）日： | 2012-07-04 |
| 发明（设计）人： | 宋志棠;夏梦姣;饶峰;刘波;封松林 | 申请（专利权）人： | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 |
| 主分类号： | C23C14/06 | 分类号： | C23C14/06;C23C14/58;H01L45/00 |
| 代理公司： | 上海光华专利事务所 31219 | 代理人： | 李仪萍 |
| 地址： | 200050 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 si sb sub te 复合 相变 材料 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及相变材料及制备方法，尤其是指一种微晶Si与SbxTe1-x的复合相变材料及制备方法，属于半导体存储器的相关领域。
背景技术
非易失性半导体存储器在信息技术中占据了重要的地位，其销售额逐年增长，其应用在消费电子中更是无处不在，具有广阔的市场。目前，最常用的非易失性半导体存储器是闪存，而其他原理的新型存储器也不断涌现。例如，相变存储器，铁电存储器，RRAM(电阻随机存储)等，其中，相变存储器更被认为是下一代非易失存储器最有希望的候选。
相变存储器的原理是基于相变材料相变导致电阻的转变，靠测量电阻的阻值来读出数据，相比于目前应用最广泛的GeSbTe系列相变材料体系，中科院上海微系统所信息功能材料实验室PCRAM项目组自主研发的新型相变材料SiSbxTe1-x体系，具有更好的热稳定性和更好的数据保持力，目前已应用于工程化的前期验证。
然而实验证明，SiSbxTe1-x体系的相变材料在结晶态是非晶Si和SbTe晶体的复合相，由于非晶Si在500-600摄氏度仍然不能结晶，且非晶态Si中存在许多缺陷使SiSbxTe1-x材料不稳定，从而导致基于该材料的相变存储器件在提高其稳定性及可擦写次数方面有很大的可改善空间。
发明内容
本发明主要解决的技术问题在于提供一种微晶Si与SbxTe1-x的复合相变材料及制备方法，以提高该相变材料的稳定性。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种微晶Si-SbxTe1-x复合相变材料，由微晶态的Si和相变材料SbxTe1-x复合而成，其中0.1≤x≤0.9。
优选地，所述微晶态的Si的晶粒尺寸为3-20nm。
一种上述微晶Si-SbxTe1-x复合相变材料的制备方法，包括以下步骤：
首先利用PVD(物理气相沉积)形成非晶Si-SbxTe1-x材料；然后通过在氢气气氛中退火形成微晶Si-SbxTe1-x复合相变材料；最后加热脱氢；其中0.1≤x≤0.9。
优选地，PVD形成非晶Si-SbxTe1-x材料之后，先在该非晶Si-SbxTe1-x材料的结晶温度以上进行退火，使其形成非晶Si和SbxTe1-x晶体分相，然后再通过在氢气气氛中退火形成微晶Si-SbxTe1-x复合相变材料。
优选地，在氢气气氛中退火形成微晶Si-SbxTe1-x复合相变材料的退火温度为200-500摄氏度。
优选地，在氢气气氛中退火形成微晶Si-SbxTe1-x复合相变材料的退火时间为10-30min。
优选地，加热脱氢为在300-600摄氏度保温25-30min实现脱氢。
其中，涉及的SbxTe1-x系列相变材料包括具有相变特性的多种组分的材料，如Sb2Te3等。在氢气氛中退火采用了较低的温度，由于气氛中H的存在使非晶态Si可在此温度形成微晶并且不引起相变材料在高温下的成分偏析或性能改变，并且经加热脱氢后可以不影响相变材料的相变性能。
本发明的有益效果在于：
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