[发明专利]纳米复合相变材料、制备方法、及作为相变存储器的用途

权利要求书

1.一种纳米复合相变材料，其特征在于包含：

重量百分比为8-36％的Ta₂O₅、和重量百分比为64-92％的相变材料，所述相变材料为 硫系化合物，选自锗锑碲合金、锑碲合金和锗锑合金。

2.一种制备纳米复合相变材料的方法，其特征在于包括：采用硫系化合物合金靶和Ta₂O₅靶两靶同时溅射形成纳米复合相变材料的步骤；纳米复合相变材料由重量百分比为 8-36％的Ta₂O₅、和重量百分比为64-92％的相变材料组成的，其中，所述相变材料为 硫系化合物，选自锗锑碲合金、锑碲合金和锗锑合金。

3.如权利要求2所述的制备纳米复合相变材料的方法，其特征在于：所述硫系化合物为 Ge₂Sb₂Te₅。

4.一种相变存储器，其特征在于：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包括重量百分比为8-36％的Ta₂O₅、和重量百分比为64-92％的 相变材料，所述相变材料为硫系化合物，选自锗锑碲合金、锑碲合金和锗锑合金。

5.如权利要求4所述的相变存储器，其特征在于：所述相变材料和Ta₂O₅呈均匀分布。

6.如权利要求4所述的相变存储器，其特征在于：所述相变材料呈立体颗粒状，颗粒直 径小于100nm。

7.如权利要求6所述的相变存储器，其特征在于：所述立体颗粒状为球状体颗粒。

8.如权利要求7所述的相变存储器，其特征在于：所述颗粒直径为5-30nm。

9.一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 材料以形成孔体；

2)在具有孔体的半导体衬底上采用硫系化合物合金靶和Ta₂O₅靶两靶同时溅射形成 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所述孔体； 纳米复合相变材料由重量百分比为8-36％的Ta₂O₅、和重量百分比为64-92％的相变 材料组成的，其中，所述相变材料为硫系化合物，选自锗锑碲合金、锑碲合金和 锗锑合金；

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，以露出用作电极的第一金属电极层，进而形成相变存储器。

10.如权利要求9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。

11.如权利要求9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。