[发明专利]一种复合相变材料靶材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合相变材料，尤其是指一种复合相变材料的靶材及其制备方法。本发明属于微纳电子技术领域。 

背景技术

相变存储器(C-RAM)是一种新兴的半导体存储器，与目前已有的多种半导体存储技术相比，包括常规的易失性技术，如静态随机存储器(SRAM)、动态随机存储器(DRAM)等，和非易失性技术，如介电随机存储器(FeRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪速存储器(FLASH)等，具有非易失性、循环寿命长(＞10¹³次)、元件尺寸小、功耗低、可多级存储、高速读取、抗辐照、耐高低温(-55-125℃)、抗振动、抗电子干扰和制造工艺简单(能和现有的集成电路工艺相匹配)等优点。 

复合相变材料是一种新型的相变材料，它是指把相变材料与异质材料复合，通过复合材料各组分间的“取长补短”，弥补单一相变材料的缺陷，从而达到优化相变材料相变性能的目的。在相变存储器的制备过程中，通常采用溅射的方法制备相变薄膜，为了减少工艺的复杂性与不可控性，通常采用单靶溅射的方法。对于复合相变材料而言，目前面临的最大问题是复合材料各成份在靶材中的分布不均匀，这对于工业化生产是不能接受的，因此，必须寻找到一种可以将复合材料靶材中各成份均匀分布的方法。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种复合相变材料靶材及其制备方法，使靶材中不同材料分布均匀。 

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： 

一种复合相变材料靶材，其由相变材料与另外一种材料复合而成，其特征在于：两种材料中熔点较高的材料为基体，在基体上设有大小形状相同且分布均匀的小孔；熔点较低的材料填充于小孔中与所述熔点较高的材料结合为一体；所述基体为圆柱状，所述小孔为圆柱状，所述小孔直径为0.5-50μm，深度为0.5-50μm。 

进一步地，所述基体的上表面与填充于小孔中的材料的上表面齐平。 

进一步地，所述的相变材料为硫系化合物相变材料。 

进一步地，所述的相变材料为锗锑碲合金，或锑碲合金，或锗锑合金。 

进一步地，所述的另外一种材料为非相变材料。 

进一步地，所述的另外一种材料为Si、Sn、SiO₂、HfO₂中的一种。 

进一步地，该靶材用于制备基于硫系化合物的相变存储器。 

进一步地，所述的相变存储器为采用能量粒子编程的存储器。 

进一步地，所述的相变存储器为采用电脉冲编程的硫系化合物随机存储器， 

进一步地，或采用激光脉冲编程的存储光盘，或采用电子束编程的存储器。 

上述复合相变材料靶材应用于基于硫系化合物的相变存储器中，采用这种靶材制备薄膜材料有利于实现两种不同材料的均匀复合。 

所述的相变存储器是采用相变原理而进行数据存储的功能器件，优选为采用电脉冲编程的硫系化合物随机存储器，或为采用激光脉冲编程的存储光盘，或为采用电子束编程的存储器，或为采用其它能量粒子编程的存储器。 

 另外，本发明还提供了一种复合相变材料靶材的制备方法，所述靶材包括相变材料及非相变材料，该方法包括以下步骤： 

1)将其中熔点较高的材料制备成圆柱状作为基体； 

2)采用刻蚀工艺在此基体上制备出大小形状相同且分布均匀的柱状小 孔；小孔为圆柱状时，其直径为0.5-50μm，深度为0.5-50μm； 

3)将熔点较低的材料填充在所述柱状小孔中，通过热压烧结工艺使两种材料结合在一起； 

4)采用机械抛光的方式处理表面，得到光滑、均匀致密的复合相变材料靶材； 

作为本发明的优选方案之一，步骤3)中采用真空热压烧结法使两种材料结合在一起。 

作为本发明的优选方案之一，所述非相变材料为Si、Sn、SiO₂、HfO₂中的一种。 

 作为本发明的优选方案之一，所述相变材料为锗锑碲合金、锑碲合金、锗锑合金或为其它硫系化合物相变材料中的一种。