[发明专利]Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜、相变存储器及其制备方法

权利要求书

1.一种Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜，其特征在于，所述Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜包括Si薄膜及GeTe薄膜，所述Si薄膜与所述GeTe薄膜交替排列形成多层薄膜结构。

2.根据权利要求1所述的Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜，其特征在于：所述Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜符合下式：

[Si(a)/GeTe(b)]x

式中，a，b分别表示单层Si薄膜的厚度及单层GeTe薄膜的厚度，2nm≤a≤8nm，b＝10nm；x表示所述Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜材料中所述单层Si薄膜及所述单层GeTe薄膜的周期数，x为正整数。

3.根据权利要求1所述的Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜，其特征在于：所述Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜的总厚度为40nm～60nm。

4.根据权利要求1所述的Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜，其特征在于：所述Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜的结晶温度随着周期中单层Si薄膜厚度的增加而升高，当单层Si薄膜厚度增加到8nm时，所述Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜的结晶温度达到260℃。

5.一种如权利要求1至4中任一项所述的Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜的制备方法，其特征在于，采用室温磁控交替溅射方法制备所述Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜，溅射靶材为Si单晶靶及GeTe合金靶，溅射气体为Ar。

6.根据权利要求5所述的Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜的制备方法，其特征在于：所述Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜的制备方法包括以下步骤：

1)提供SiO₂/Si基片作为衬底，并将所述SiO₂/Si基片表面进行清洗；

2)安装所述Si单晶靶及GeTe合金靶，设定射频功率、溅射气体流量、溅射气压及溅射时间；

3)将所述SiO₂/Si基片旋转至所述GeTe合金靶的靶位，打开所述GeTe合金靶上的射频电源，依照设定的溅射时间溅射GeTe薄膜；

4)GeTe薄膜溅射完成后，关闭所述GeTe合金靶上的射频电源，将所述SiO₂/Si基片旋转至所述Si单晶靶的靶位，打开所述Si单晶靶上的射频电源，依照设定的溅射时间溅射Si薄膜；

5)重复步骤3)至步骤4)，直至在所述SiO₂/Si基片表面制备包括所需单层Si薄膜及单层GeTe薄膜周期数的Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜。

7.根据权利要求5或6所述的Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜的制备方法，其特征在于：所述Si单晶靶纯度的质量百分比大于99.9999％，所述GeTe合金靶纯度的质量百分比大于99.999％。

8.根据权利要求6所述的Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜的制备方法，其特征在于：所述溅射功率为15w～25W。

9.根据权利要求6所述的Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜的制备方法，其特征在于：所述溅射气体Ar的纯度的体积百分比大于99.999％，气流流量为25sccm～35sccm，溅射气压为0.15Pa～0.25Pa。

10.根据权利要求6所述的Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜的制备方法，其特征在于：通过调节所述溅射时间来调控单层Si薄膜及单层GeTe薄膜的厚度。

11.根据权利要求6所述的Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜的制备方法，其特征在于：步骤3)中，溅射所述GeTe薄膜的溅射时间为20s，步骤4)中，溅射所述Si薄膜的溅射时间为40s～200s。

12.一种相变存储器，其特征在于，所述相变存储器包括如权利要求1至4中任一项所述的Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜。