[发明专利]相变超晶格材料及其相变存储器单元

权利要求书

1.一种相变超晶格材料，其特征在于，所述相变超晶格材料包含半导体材料层与半金属材料层，所述半导体材料层为(A_xTe_1-x)_y(Sb_0.4Te_0.6)_1-y，所述半金属材料层为A_xTe_1-x，其中A为钪Sc、钇Y、锰Mn、锌Zn、镉Cd、汞Hg中的一种，x为0.4至0.7，y为0至0.6；

所述半导体材料层(A_xTe_1-x)_y(Sb_0.4Te_0.6)_1-y包括作为成核中心的A_xTe_1-x和可反复可逆相变的Sb_0.4Te_0.6，所述半导体材料层在所述成核中心的作用下提高成核速度以及相变速度；

所述半金属材料层用于限制所述半导体材料层扩散以及抑制所述半导体材料层在三维尺度范围相变；

所述半导体材料层的初始态为亚稳定态的立方相晶体结构；

所述半金属材料层为与所述半导体材料层相同的立方相晶体结构。

2.如权利要求1所述的相变超晶格材料，其特征在于，所述半导体材料层与所述半金属材料层交替堆垛，堆垛次数在5次至20次之间。

3.如权利要求1所述的相变超晶格材料，其特征在于，所述半导体材料层的厚度为0nm至20nm。

4.如权利要求1所述的相变超晶格材料，其特征在于，所述半金属材料层的厚度为6nm至20nm。

5.一种相变存储器单元，其特征在于，所述相变存储器单元包括底电极、顶电极和权利要求1-4任一项所述的相变超晶格材料，所述相变超晶格材料设置于所述底电极和所述顶电极之间；其中，所述底电极的材料包含铝Al、钨W和锡TiN中的任意一种，所述顶电极的材料包含Al、W和TiN中的任意一种。

6.如权利要求5所述的相变存储器单元，其特征在于，所述相变存储器单元还包括衬底和介质包覆层，其中，所述介质包覆层的材料包含二氧化硅SiO₂和氮化硅Si₃N₄中的任意一种。

7.如权利要求6所述的相变存储器单元，其特征在于，所述底电极设置于所述衬底，所述介质包覆层包覆于所述底电极、所述相变超晶格材料与所述顶电极的外围。

8.如权利要求7所述的相变存储器单元，其特征在于，所述相变存储器单元为限制型结构相变存储器单元或T型结构相变存储器单元。