[发明专利]一种用于相变存储器的Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于相变存储器的Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料，其化学成分符合化学通式N_x[(Ge_1+yTe)_a(Sb₂Te₃)_b]_100-x，其中，0＜y≤3，0＜x≤35，a＝1或2，b＝1或2。

2.如权利要求1所述的用于相变存储器的Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料，其特征在于，所述0.5≤y≤2，2≤x≤25。

3.如权利要求2所述的用于相变存储器的Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料，其特征在于，所述Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料中，x＝2.02，y＝0.5，a＝2，b＝1。

4.如权利要求1-3任一所述的用于相变存储器的Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料，其特征在于，所述Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料的成分主要为氮化锗和(GeTe)_a(Sb₂Te₃)_b复合的相变材料。

5.如权利要求1-3任一所述的用于相变存储器的Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料，其特征在于，所述Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料为在外部能量作用下具有可逆相变的存储材料。

6.如权利要求5所述的用于相变存储器的Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料，其特征在于，所述外部能量作用为电脉冲驱动、热驱动、电子束驱动或激光脉冲驱动。

7.如权利要求1-3任一所述的用于相变存储器的Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料，其特征在于，所述Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料采用磁控溅射法、化学气相沉积法、激光脉冲沉积法、高密度等离子法、原子层沉积法或电子束蒸发法制得。

8.如权利要求1-7任一所述的用于相变存储器的Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料的制备方法，其特征在于，采用磁控溅射法制备所述Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料，具体包括如下步骤：

按照化学通式N_x[(Ge_1+yTe)_a(Sb₂Te₃)_b]_100-x中Ge、Sb和Te的配比，在硅衬底或热氧化后的硅衬底上，采用Ge和(GeTe)_a(Sb₂Te₃)_b合金靶两靶共溅射且溅射过程中通N₂气获得所述Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料；

或者按照化学通式N_x[(Ge_1+yTe)_a(Sb₂Te₃)_b]_100-x中Ge、Sb和Te的配比，在硅衬底或热氧化后的硅衬底上，采用Ge、Sb和Te三靶共溅射且溅射过程中通N₂气获得所述Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料；或者按照化学通式N_x[(Ge_1+yTe)_a(Sb₂Te₃)_b]_100-x中Ge、Sb和Te的配比，在硅衬底或热氧化后的硅衬底上，采用(GeTe)_a(Sb₂Te₃)_b和氮化锗合金靶两靶共溅射获得所述Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料。

9.如权利要求8所述的用于相变存储器的Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料的制备方法，其特征在于，采用磁控溅射法溅射时，通Ar₂作为保护气体，通过控制各靶材靶位的电源功率和N₂/Ar₂流量比来调节各组分的原子百分含量。

10.如权利要求9所述的用于相变存储器的Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料的制备方法，其特征在于，按照N_2.02(Ge₃Sb₂Te₅)_97.98中的Ge、Sb和Te的配比，采用Ge靶和(GeTe)₂(Sb₂Te₃)合金靶两靶共溅射，且共溅射时的溅射条件为：本底真空度为1.6×10^-4Pa，溅射时的氩气气压为0.22Pa，N₂/Ar₂流量比例为1sccm/49sccm，Ge靶的溅射功率为射频20W，(GeTe)₂(Sb₂Te₃)合金靶的溅射功率为直流30W，溅射速率为10nm/min。