[发明专利]一种Cu掺杂的Sb-Te体系相变材料、相变存储器及制备方法

权利要求书

1.一种Cu掺杂的Sb-Te体系相变材料，其特征在于，Cu以原子态不均匀掺杂于Sb-Te体系材料中，形成局部富Cu区域，在局部富Cu区域中形成Cu₃Te₂键合，Cu₃Te₂键合是指Cu原子和Te原子结合成键并形成具备四面体以及八面体点阵布置的物质。

2.如权利要求1所述的一种Cu掺杂的Sb-Te体系相变材料，其特征在于，其化学式和成分组成分别为：Cu_x(Sb-Te)_1-x，其中，x代表Cu元素的原子百分比，5％x40％。

3.如权利要求2所述的一种Cu掺杂的Sb-Te体系相变材料，其特征在于，Sb-Te体系材料包括SbTe、Sb₂Te、Sb₄Te和Sb₂Te₃的一种或者多种。

4.如权利要求3所述的一种Cu掺杂的Sb-Te体系相变材料，其特征在于，Sb-Te体系材料为Sb₂Te₃，Cu元素的在整个Cu掺杂的Sb₂Te₃相变材料原子百分比为20％。

5.如权利要求3所述的一种Cu掺杂的Sb-Te体系相变材料，其特征在于，Cu掺杂Sb₂Te₃相变材料中，在非晶状态下，Cu原子与Te原子结合形成同时具备四面体和八面体结构的Cu₃Te₂。

6.如权利要求4或5任一所述的一种Cu掺杂的Sb-Te体系相变材料，其特征在于，Cu掺杂Sb₂Te₃相变材料为薄膜状，薄膜的厚度为5nm～300nm。

7.如权利要求6所述的一种Cu掺杂的Sb-Te体系相变材料，其特征在于，Cu₃Te₂键合中，Cu原子和Te原子形成的键角为90°和109°。

8.包含如权利要求4-7任一所述的Cu掺杂的Sb-Te体系相变材料的相变存储器，其特征在于，其包括依次层叠的底电极、隔离层、相变存储材料薄膜层和顶电极。

9.制备如权利要求1-7任一所述的Cu掺杂的Sb-Te体系相变材料的方法，其特征在于，采用磁控溅射法、化学气相沉积法、原子层沉积法、电镀法或电子束蒸发法制备获得，

当采用磁控溅射获得时，磁控溅射为Sb靶、Te靶和Cu靶共溅射、Sb₂Te₃靶和Cu靶共溅射或者Cu掺杂后的Sb₂Te₃合金靶溅射。

10.如权利要求9所述的Cu掺杂的Sb-Te体系相变材料的方法，其特征在于，制备Cu-Sb₂Te₃相变储存材料时，将Sb₂Te₃靶和Cu靶共溅射获得，通过控制单质Cu溅射的功率控制Cu元素的掺入量来控制所属相变材料非晶状态下四面体结构以及八面体结构的数量，从而调控其晶化温度和结晶速度。