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[发明专利]一种基于第一性原理的含Te相变材料的掺杂元素筛选方法-CN202310689131.4在审
发明人：程晓敏;赵鹏;曾运韬;缪向水 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2023-06-09 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G16C60/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于第一性原理的含Te相变材料的掺杂元素筛选方法，属于相变存储技术领域。本发明采用第一性原理计算，在原子尺度上，从不同角度分析基于元素掺杂含Te相变材料的非晶态模型局部结构和成键性质，实现对不同的掺杂元素及掺杂成分的筛选与优化，从微观层面获得元素掺杂综合提升含Te相变材料的结晶速度、非晶热稳定性和可靠性的物理机理；通过非晶化稳定性提高、结晶速度提升、循环特性提高三个优化目标，每个优化目标综合多个指标对比分析，实现对不同的掺杂元素及掺杂浓度的筛选与优化，为元素掺杂含Te相变材料及器件的研究提供指导方向，从而大大减小实验成本，缩短材料及器件的研制周期，提高研发效率。
一种基于第一性原理 te 相变材料掺杂元素筛选方法

[发明专利]单质M元素掺杂的高可靠相变材料、存储器及其制备方法-CN202310689646.4在审
发明人：程晓敏;赵鹏;曾运韬;缪向水 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2023-06-09 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： H10N70/00 文献下载
摘要：本发明公开单质M元素掺杂的高可靠相变材料、存储器及其制备方法，属于微纳米电子技术领域。所述相变材料包括：母体材料和掺杂元素，所述掺杂元素为单质M元素，所述M元素为Rb、Sr或者La。本发明提出的三种单质M元素，不仅能提升相变材料非晶热稳定性，还能加速晶化过程，提升SET速度，同时减少相变材料层在相变前后的体积变化，抑制器件内的电迁移，从而实现高速、高稳定、高循环特性的综合性能。
单质元素掺杂可靠相变材料存储器及其制备方法

[发明专利]一种相变材料及基于其的相变存储器和制备方法-CN202310750409.4在审
发明人：程晓敏;靳杰;曾运韬;缪向水 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2023-06-21 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： H10N70/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种相变材料及基于其的相变存储器和制备方法，属于微纳米电子中的存储器技术领域，相变材料为Inx(Sb‑Te)1‑x，2％x40％，采用磁控溅射法、电子束蒸发法、化学气相沉积法或原子层沉积法制备；相变存储器包括底电极、绝缘层、相变材料功能层和上电极。本发明与Sb‑Te体系材料相比，该相变材料的结晶温度明显提高，结晶温度随着In元素含量的增加而升高，材料非晶热稳定性得到有效提升。将该材料应用于相变存储器，在提升非晶热稳定性的同时，进一步提升SET速度，降低器件写入时延，并且相变存储器件具有优异的循环特性。
一种相变材料基于存储器制备方法

[发明专利]一种超晶格相变薄膜及相变存储器-CN202110759571.3在审
发明人：程晓敏;张博凯;曾运韬;缪向水;马平;廖宇;石晓钟 -专利权人：华为技术有限公司
申请日： 2021-07-05 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： H10N70/20 文献下载
摘要：本申请实施例提供了一种超晶格相变薄膜，包括第一相变材料层和第二相变材料层，所述第一相变材料层和所述第二相变材料层交替堆叠形成周期性结构，其中，所述第一相变材料层的材质包括Te3As2或SiTe2，所述第二相变材料层的材质包括GeTe。该超晶格相变薄膜在相变过程中不会被加热到其熔化温度以上，其相变功耗大大降低。本申请实施例还提供了采用该超晶格相变薄膜的相变存储器。
一种晶格相变薄膜存储器

[发明专利]一种相变薄膜及其制备方法和相变存储器-CN202110759641.5在审
发明人：程晓敏;刘香君;曾运韬;缪向水;马平;谭海波;李响 -专利权人：华为技术有限公司
申请日： 2021-07-05 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： H10N70/20 文献下载
摘要：本申请实施例提供了一种相变薄膜，包括堆叠设置的多层相变材料层，其中，每一所述相变材料层的材质包括Sb2Te3，所述相变薄膜中还含有掺杂元素，且所述掺杂元素的质量百分含量按照所述相变材料层逐层递增或者逐层递减。通过掺杂元素在各相变材料层中的逐层梯度掺杂，该相变薄膜可以兼顾较高的非晶态稳定性和较快的晶化速度。本申请实施例还提供了该相变薄膜的制备方法及采用该相变薄膜的相变存储器。
一种相变薄膜及其制备方法存储器

[发明专利]一种相变存储器的电热分析方法及系统-CN202210759289.X在审
发明人：程晓敏;崔铭格;曾运韬;李凯;缪向水 -专利权人：华中科技大学;湖北江城实验室
申请日： 2022-06-30 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明提供一种相变存储器的电热分析方法及系统，包括：将相变存储器的相变层等比例划分为相同体积的多个子区域；确定所述掺杂材料的掺杂比例，并按照掺杂比例计算掺杂材料所占的子区域数量；根据所计算的子区域数量随机选取相应数量的子区域填充掺杂材料，剩余子区域填充相变材料；确定掺杂材料、相变材料、上电极、下电极以及绝缘绝热层的电热参数；确定相变存储器的边界条件和电流参数；边界条件为热边界条件，电流参数为RESET/SET电流脉冲；结合上述电热参数、电流参数以及边界条件对所述相变存储器进行热仿真分析，确定相变存储器接收RESET/SET电流脉冲后其内部的温度场分布情况，以进一步分析相变存储器内部的相变区域和RESET/SET功耗。
一种相变存储器电热分析方法系统

[发明专利]一种相变薄膜、薄膜制备方法及相变存储器-CN202210762301.2在审
发明人：程晓敏;崔铭格;曾运韬;李凯;缪向水 -专利权人：华中科技大学;湖北江城实验室
申请日： 2022-06-30 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： H01L45/00 文献下载
摘要：本发明提供一种相变薄膜、薄膜制备方法及相变存储器，相变薄膜的化学组成符合化学通式(TiTe2)x(Sb2Te3)1‑x，其中，x为TiTe2的百分比，且0x0.6。该相变薄膜与纯Sb2Te3相变薄膜相比，非晶稳定性明显提升，晶粒尺寸明显减小。随着TiTe2掺杂比例的增加，非晶稳定性进一步提升，晶粒尺寸进一步减小。将该相变薄膜应用于相变存储器中，可以在不牺牲Sb2Te3相变存储器SET速度的前提下提升非晶稳定性，甚至能进一步提高其SET速度。该相变存储器与纯Sb2Te3相变存储器相比，RESET功耗明显降低且能有效抑制电阻漂移。随着TiTe2掺杂比例的增加，RESET功耗进一步降低，电阻漂移系数进一步减小。
一种相变薄膜制备方法存储器

[发明专利]一种基于纳米电流通道的相变存储器-CN202011565602.3有效
发明人：程晓敏;李瀚;曾运韬;朱云来;刘香君;缪向水 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2020-12-25 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： H01L45/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于纳米电流通道的相变存储器，使用的纳米电流通道层结构用以限制电流的路径，使得电流在流经该层时从高电导率纳米晶粒进入相变层，电流被限制在纳米电流通道中，该纳米级导电通道大大减小了相变层与电极层之间的接触面积，并极大地提高了局部接触部位的电流密度，提高了电流在相变层中的产热效率。同时，低电导率低热导率的绝缘绝热材料阻止了相变层中的热量向电极层散失，提高了相变层的电热利用效率。与采用更先进制程制作的尽可能小的相变单元相比，本发明能够突破工艺限制，进一步缩小电极与相变材料的有效接触面积，工艺简单，使得相变存储器能够轻松实现操作功耗降低。
一种基于纳米电流通道相变存储器

[发明专利]一种基于纳米电流通道的相变存储器的制备方法-CN202011566277.2有效
发明人：程晓敏;李瀚;曾运韬;朱云来;刘香君;缪向水 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2020-12-25 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： H01L45/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于纳米电流通道的相变存储器的制备方法，包括：在衬底上生长第一电极层；在第一电极层上沉积生长绝缘层；利用光刻刻蚀工艺刻蚀绝缘层直到第一电极层，并形成底面为金属电极层的凹槽；在凹槽内制备具有金属晶粒的纳米电流通道层，且金属晶粒贯穿该层厚度；在纳米电流通道层上方沉积相变材料；在相变材料上方沉积第二电极层形成具有纳米电流通道层的相变存储器。本发明通过纳米级导电通道大大减小了相变层与电极层之间的接触面积，并极大地提高了局部接触部位的电流密度，提高了电流在相变层中的产热效率；提高了相变层的电热利用效率；且工艺简单，使得相变存储器能够轻松实现操作功耗降低。
一种基于纳米电流通道相变存储器制备方法

[发明专利]一种相变储存材料中掺杂材料与基体材料的选配方法-CN202210423142.3在审
发明人：程晓敏;曾运韬;缪向水 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2022-04-21 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种相变储存材料中掺杂材料与基体材料的选配方法，属于相变存储技术领域，其依次基于以下原则进行选配：基于基体材料低熔点原则，基于掺杂材料择优成键原则，基于掺杂材料间隙掺杂原则，基于自发析出原则选配掺杂元素，基于界面热稳定原则，综合以上原则，选配掺杂元素，采用电热仿真方式预测界面对焦耳热量的影响，热量越高且越集中则认为材料体系越优，采用第一性原理仿真，预测析出相界面对原子迁移的影响，从而预测器件的循环耐久性能。本发明通过理论计算与预测确定材料类型及掺杂效果，可以大幅度减少实验上材料和器件制备工艺、微观分析及器件测试的工作量，节省自析出掺杂相变材料及器件的研发成本，提高研发效率。
一种相变储存材料掺杂基体选配方法

[发明专利]一种基于AAO模板的Sb单元素纳米颗粒相变储存器及其制备方法-CN202011371102.6有效
发明人：程晓敏;曾运韬;靳杰;朱云来;缪向水 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2020-11-30 - 公布日： 2022-08-05 - 主分类号： H01L45/00 文献下载
摘要：本发明属于微电子器件及存储器技术领域，公开了一种基于AAO模板的Sb单元素纳米颗粒相变储存器及其制备方法；通过引入AAO模板，对Sb单元素相变颗粒在三维尺度上进行限制，提高Sb单元素相变层的非晶稳定性。其制备方法包括：在底电极层上沉积一层金属铝，通过二次阳极氧化方法在未经光刻胶掩模的裸露部分形成多孔氧化铝，并得到纳米尺寸的孔阵列。向纳米孔阵列内填充单元素Sb材料，用化学机械抛光方法控制垂直方向上的尺度，制备顶电极后即可得到基于Sb单元素纳米颗粒的新型相变储存器件。基于AAO模板的Sb单元素纳米颗粒相变储存器彻底消除了常规化合物相变材料多次操作之后出现的成分偏析问题，从根本上解决相变存储器的失效难题。
一种基于 aao 模板 sb 元素纳米颗粒相变储存器及其制备方法

[发明专利]四面体结构化合物掺杂的Sb-Te相变材料、相变存储器-CN202210326791.1在审
发明人：程晓敏;曾运韬;李凯;缪向水 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2022-03-30 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： H01L45/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种四面体结构化合物掺杂的Sb‑Te相变材料和相变存储器，属于微纳米电子技术领域，Sb‑Te相变材料化学式为MAx(Sb‑Te)1‑x，MA为四面体结构化合物，x代表四面体结构化合物分子数占总分子数的百分比，0x10％，四面体结构化合物选自SiC、SiN、GeC中的一种或者多种。本发明还提供了包括如上所述的Sb‑Te相变材料的相变存储器。本发明的四面体结构化合物掺杂的Sb‑Te相变材料具有较好的非晶稳定性和数据保持能力，不与Sb‑Te体系相变材料中的元素成键，能保证Sb‑Te体系相变材料晶格结构完整，还能减小晶粒尺寸，阻止相变元素的原子迁移，最终全方位地实现改善器件的综合性能。
四面体结构化合物掺杂 sb te 相变材料存储器

[发明专利]基于晶格匹配的化合物掺杂Ge-Sb-Te相变材料和相变存储器-CN202210333560.3在审
发明人：程晓敏;曾运韬;李凯;缪向水 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2022-03-31 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： H01L45/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于晶格匹配的化合物掺杂Ge‑Sb‑Te相变材料和相变存储器，属于微纳米电子技术领域，其化学式为(MA)x(Ge‑Sb‑Te)1‑x，其中，MA为面心立方结构的高熔点化合物，其熔点大于900K，面心立方结构的高熔点化合物MA与Ge‑Sb‑Te体系晶格匹配，x代表面心立方结构化合物分子数占总分子数的百分比，0x10％，所述MA包括SrS、CaSe、CaS、ScN、ScBi、TiN和HfN的一种或者多种。本发明还提供了包括以上相变材料的相变存储器。本发明的相变材料能同时提高相变存储器的擦写速度和循环性能，提高器件的稳定性，最终全方位地实现改善器件的综合性能。
基于晶格匹配化合物掺杂 ge sb te 相变材料存储器

[发明专利]一种透明的自选色的异质结忆阻器及其制备方法-CN202110196024.9有效
发明人：程晓敏;朱云来;何柱力;李瀚;曾运韬;缪向水 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2021-02-22 - 公布日： 2022-07-05 - 主分类号： H01L45/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种透明的自选色的异质结忆阻器及其制备方法，属于集成微电子器件技术领域。异质结忆阻器包括：透明衬底，附着于透明衬底上的透明下电极，附着于透明下电极上的功能层，以及附着于功能层上的透明上电极；功能层由氧化物和ZnS构成，氧化物作为开关介质层，ZnS作为颜色调控层和开关介质层，通过改变ZnS的厚度来实现不同颜色的选择。本发明通过对该忆阻器中关键的功能层组成进行改进，利用ZnS和氧化物的阻变特性，可实现基础忆阻器的基本功能；利用ZnS的厚度可调节器件的颜色选取；同时，由于器件本身材料具有良好的透明特性，因此具有良好的显示特性。
一种透明自选异质结忆阻器及其制备方法

[发明专利]一种Cu掺杂的Sb-Te体系相变材料、相变存储器及制备方法-CN202111535353.8在审
发明人：程晓敏;曾运韬;缪向水 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2021-12-15 - 公布日： 2022-04-15 - 主分类号： H01L45/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种Cu掺杂的Sb2Te3体系相变材料、相变存储器及制备方法装置，属于微纳米电子技术领域。其中，Sb‑Te体系相变材料通过Cu元素掺杂，在局部富Cu的情况下形成同时具备四面体以及八面体结构的Cu3Te2键合。强键合的四面体结构提高Sb‑Te体系相变材料的非晶稳定性及数据保持能力，晶体构型八面体结构提高Sb‑Te体系相变材料的结晶速度。本发明还提供了包含该相变材料的相变存储器以及相变材料的制备方法。本发明的相变材料能同时改善器件的速度和非晶稳定性，提升相变存储器的综合性能。
一种 cu 掺杂 sb te 体系相变材料存储器制备方法

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