[发明专利]一种纳米复合相变材料及其制备与应用

权利要求书

1.一种纳米复合相变薄膜，该纳米复合相变薄膜是用HfO₂与相变材料复合而成，其中，HfO₂的重量百分比为12-36％，相变材料的重量百分比为64-88％，所述相变材料和HfO₂在复合相变薄膜中分散均匀且相变材料被限制在由HfO₂包围的纳米量级的区域内，所述相变材料为硫系化合物，所述硫系化合物选自锗锑碲合金Ge-Sb-Te、锑碲合金Sb-Te和锗锑合金Ge-Sb。

2.如权利要求1所述纳米复合相变薄膜，其特征在于，所述纳米复合相变薄膜中的相变材料呈球状体颗粒，颗粒直径小于100nm。

3.如权利要求1所述纳米复合相变薄膜，其特征在于，所述纳米复合相变薄膜具有可逆的相变特性，相变前后的复合薄膜有不同的电阻率，或有不同的光学反射率。

4.如权利要求1-3中任一所述纳米复合相变薄膜的制备方法，为采用Ge₂Sb₂Te₅合金靶和HfO₂靶两靶同时溅射法制备，在采用Ge₂Sb₂Te₅合金靶和HfO₂靶两靶共溅射制备薄膜时，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Ge₂Sb₂Te₅合金靶上为直流30-60瓦，加在HfO₂靶上为射频15-45瓦，溅射时间为10-20分钟，沉积厚度为120-240nm。

5.如权利要求1-3中任一所述纳米复合相变薄膜用于制备硫系化合物的相变存储器。

6.一种相变存储器，其存储介质为权利要求1-3中任一所述纳米复合相变薄膜。

7.一种相变存储器的制备方法，该方法包括以下步骤，

1)清洗衬底，在其中衬底上制备钨电极；

2)在沉积有钨电极的衬底上沉积氧化硅层；

3)利用曝光-刻蚀工艺在衬底的氧化硅层上刻出小孔获得小孔衬底；

4)在小孔衬底上制备权利要求1-3中任一权利要求所述纳米复合相变薄膜；

5)在沉积有纳米复合相变薄膜的小孔衬底上沉积铝电极；

6)再一次利用曝光-刻蚀工艺将部分铝电极和部分纳米复合相变薄膜一起刻去，制备出上电极，从而形成C-RAM器件。

8.如权利要求7所述相变存储器的制备方法，其特征在于，步骤1中的衬底为(100)取向的硅衬底。

9.如权利要求7所述相变存储器的制备方法，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。