[发明专利]基于PEEK柔性衬底的Sb相变薄膜材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种基于PEEK柔性衬底的Sb相变薄膜材料及其制备方法与应用；所述的相变薄膜材料是以锑作为靶材通过磁控溅射到PEEK柔性衬底上获得。制备：(1)PEEK柔性衬底准备：将PEEK柔性衬底清洗，烘干，作为待溅射的基片，待用；(2)磁控溅射准备：将Sb靶材安装于磁控溅射靶中，并将磁控溅射镀膜系统的溅射腔室进行抽真空，以高纯氩气作为溅射气体；(3)靶材清洁：将空的基托转到Sb靶位，开启Sb靶上的射频电源，对Sb靶材表面进行溅射，去除Sb靶材表面杂质；(4)磁控溅射制备基于PEEK柔性衬底的Sb相变薄膜：将待溅射的基片置于基托上，将基托转到Sb靶位，溅射生成基于PEEK柔性衬底的Sb相变薄膜材料。应用：该相变薄膜材料在柔性相变存储器中的应用。

技术领域

本发明涉及微电子材料技术领域，具体涉及一种基于PEEK柔性衬底的Sb相变薄膜材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着物联网、可穿戴设备、智能终端、消费电子健康医疗等技术的蓬勃发展，柔性电子器件在工作时就会产生大量的信息，对庞大繁杂的数据进行存储和分析至关重要。如果将数据上传至云端进行处理，就会增加器件的功耗，减少器件的使用寿命。而在本地进行数据的存储与分析处理，则能减小器件的功耗，延长寿命。要使柔性电子器件具备超低能耗、高性能、低延迟和高安全性，存储器和逻辑器必须集成在柔性电子器件中。柔性电子器件的“柔性”要求存储器也具备柔性。聚醚醚酮(PEEK)具备热塑性好易加工成型且尺寸稳定性好的特点，可以加工出精密度高的元件。又因其具有极高的耐热性，熔点为334℃，使用温度相较于其它耐高温材料如聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)等高出近50℃，表明了以聚醚醚酮(PEEK)为基底构建的元件可以在高温状态下工作，并且聚醚醚酮(PEEK)具备抗阻燃、耐腐蚀、抗疲劳、能防水、电绝缘等优点，表明其可以在多种复杂环境中稳定地工作。聚醚醚酮(PEEK)的这些优质特点为其在电子器件领域得到广泛的应用提供了依据，也为其成为柔性相变存储器中衬底材料提供了可能性。

相变随机存储器(PCM)作为新型非易失性存储器之一，因其低生产成本、高可扩展性、高耐久性、高速和低功耗而受到广泛关注。在相变存储器中，数据记录是通过焦耳加热引起的高电阻(非晶态)和低电阻(晶态)之间的可逆相变来实现的。可以利用其较大的电阻比来作为存储数据的“1”和“0”逻辑态。相变材料是相变存储器的核心，其中锑(Sb)是研究非常成熟的相变材料，具有成分简单、晶粒细化、相变速度快和功耗低等优点。目前，主流相变存储薄膜的制备都是以硅(Si/SiO₂)作为衬底，但Si/SiO₂衬底存在更大的晶格失配和热应力失配，在外延层中产生大量缺陷，外延片翘曲严重，并容易造成表面龟裂。

因此，开发出一种基于PEEK柔性衬底的相变薄膜及器件，成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种基于PEEK柔性衬底的Sb相变薄膜材料及其制备方法与应用。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于PEEK柔性衬底的Sb相变薄膜材料，其特征在于，所述的相变薄膜材料是以锑作为靶材通过磁控溅射到所述PEEK柔性衬底上获得。

一种基于PEEK柔性衬底的Sb相变薄膜材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)PEEK柔性衬底准备：将所述PEEK柔性衬底清洗，烘干，作为待溅射的基片，待用；

(2)磁控溅射准备：将Sb靶材安装于磁控溅射靶中，并将磁控溅射镀膜系统的溅射腔室进行抽真空，以高纯氩气作为溅射气体；

(3)靶材清洁：将空的基托转到Sb靶位，开启Sb靶上的射频电源，对Sb靶材表面进行溅射，用以去除Sb靶材表面杂质；

(4)磁控溅射制备基于PEEK柔性衬底的Sb相变薄膜：将所述待溅射的基片置于基托上，然后将所述基托转到Sb靶位，溅射生成基于PEEK柔性衬底的Sb相变薄膜材料。