[发明专利]一种低密度变化相变材料和相变存储器及制备方法

权利要求书

1.一种低密度变化相变材料，其特征在于：其为第一相变材料层(104)和第二相变材料层(105)循环交替叠合而成的类超晶格相变材料层(106)，所述第一相变材料层(104)和所述第二相变材料层(105)之间形成类超晶格界面，所述第一相变材料层(104)为C-GeSb，所述第二相变材料层(105)为GeTe，循环交替叠合层数至少有三层，底层和顶层均选自所述第一相变材料层(104)、所述第二相变材料层(105)其中之一。

2.如权利要求1所述的低密度变化相变材料，其特征在于：

所述第一相变材料层(104)中碳掺杂的比例为可调整的。

3.一种如权利要求1-2任一项所述的低密度变化相变材料的制备方法，其特征在于：

所述制备方法为通过包括磁控溅射、电子束蒸发、原子层沉积、化学反应沉积在内的沉积方法循环交替沉积第一相变材料层(104)和第二相变材料层(105)，直到完成类超晶格相变材料层(106)的制备。

4.一种相变存储器，其特征在于，包括依次设置的：

一衬底材料层(100)；

一第一电极(101)；

一绝缘介质材料层(103)，所述绝缘介质材料层(103)中形成有接触孔(110)；

一类超晶格相变材料层(106)，其为第一相变材料层(104)和第二相变材料层(105)循环交替叠合而成的类超晶格相变材料层(106)，所述第一相变材料层(104)和所述第二相变材料层(105)之间形成类超晶格界面，所述第一相变材料层(104)为C-GeSb，所述第二相变材料层(105)为GeTe，循环交替叠合层数至少有三层，底层和顶层均选自所述第一相变材料层(104)、所述第二相变材料层(105)其中之一；

一第二电极(102)；

所述类超晶格相变材料层(106)部分位于所述绝缘介质材料层的接触孔(110)中，并与所述第一电极(101)接触。

5.如权利要求4所述的相变存储器，其特征在于：

所述类超晶格相变材料层(106)与所述第一电极(101)的接触面积小于所述第二电极(102)与所述类超晶格相变材料层(106)的接触面积。

6.一种如权利要求4-5任一项所述的相变存储器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在衬底材料层(100)上沉积第一电极(101)；

S2：在第一电极(101)上沉积绝缘介质材料层(103)；

S3：制备接触孔(110)；

在绝缘介质材料层(103)的局部表面先使用光刻，再使用刻蚀，形成预定尺寸的接触孔(110)；

S4：制备类超晶格相变材料层(106)；

在接触孔中及外围以沉积的方法循环交替沉积第一相变材料层(104)和第二相变材料层(105)，直到完成类超晶格相变材料层(106)的制备；

S5：制备第二电极(102)；

完成类超晶格相变材料层(106)的制备后，在其上直接沉积第二电极(102)。

7.如权利要求6所述的相变存储器的制备方法，其特征在于：

在步骤S1、S2、S4、S5中，沉积的方法采用磁控溅射、电子束蒸发、原子层沉积、化学反应沉积中的任一。

8.如权利要求6所述的相变存储器的制备方法，其特征在于：

在步骤S2中，绝缘介质材料层(103)的厚度根据类超晶格相变材料层(106)的厚度进行调整，在后制备的类超晶格相变材料层(106)的设计厚度越厚，则在先沉积的绝缘介质材料层(103)的厚度也越厚。

9.如权利要求6所述的相变存储器的制备方法，其特征在于：

在步骤S3中，光刻方法采用紫外光刻或电子束光刻。

10.如权利要求6所述的相变存储器的制备方法，其特征在于：

在步骤S4中，刻蚀方法采用反应离子刻蚀或耦合等离子刻蚀。