[发明专利]用于高速相变存储器的GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种用于高速相变存储器的GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料的制备方法，上述相变薄膜材料为多层复合膜结构，由GeTe层和Sb层交替沉积复合而成，将一层GeTe层和一层Sb层作为一个交替周期，后一个交替周期的GeTe层沉积在前一个交替周期的Sb层上方。经试验证实，本发明的GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料反射率发生突变的时间约为5.3ns，而单层Ge2Sb2Te5传统相变薄膜材料反射率发生突变的时间约为39ns；说明与传统单层Ge2Sb2Te5相变薄膜材料相比，本发明的相变薄膜材料具有更快的相变速度，从而使得用其制备的相变存储器具有更快的操作速度，有利于提高PCRAM信息读写的速度。

主权项

1.一种用于高速相变存储器的GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料的制备方法，其特征在于所述GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料为多层复合膜结构，由GeTe层和Sb层交替沉积复合而成，将一层GeTe层和一层Sb层作为一个交替周期，后一个交替周期的GeTe层沉积在前一个交替周期的Sb层上方；其中的GeTe层是以GeTe合金为靶材通过磁控溅射法得到；所述Ge Te/Sb类超晶格相变薄膜材料的膜结构用通式[GeTe (a)/Sb(b)]x表示，其中a为单层GeTe层的厚度， a=5nm；b为单层Sb层的厚度，b= 3nm 、4nm 、5nm 、6nm 或7nm；x为GeTe层和Sb层的交替周期数，x=4、5或6；其中b=3nm或4nm时，x=6；b=5nm或6nm时，x=5； b=7nm时， x=4；包括以下步骤：①基片的准备，将基片洗净烘干待用；②磁控溅射的准备，将步骤①洗净的待溅射的基片放置在基托上，将原子百分比Ge∶Te=1∶1的GeTe合金和Sb作为溅射靶材分别安装在磁控射频溅射靶中，并将磁控溅射镀膜系统的溅射腔室进行抽真空至腔室内真空度达到1×10‑4 Pa，使用高纯氩气作为溅射气体，高纯氩气的体积百分比≥99.999%；Ar气流量为30SCCM，氩气溅射气压为0.3Pa，设定射频电源的溅射功率为30W；③磁控溅射制备[GeTe (a)/Sb(b)]x多层复合薄膜：a、首先清洁GeTe合金靶材和Sb靶材表面；b、靶材表面清洁完毕后，将待溅射的SiO2/Si（100）基片旋转到GeTe合金靶位，打开GeTe合金靶位上的射频电源，开始溅射GeTe层，GeTe层的溅射速率为1.44s/nm，GeTe层溅射完成后，关闭GeTe合金靶位上施加的射频电源；c、将已经溅射了GeTe层的基片旋转到Sb靶位，开启Sb靶位上的射频电源，Sb层溅射速率为4s/nm，溅射结束后得到Sb层；d、重复上述步骤b和c，重复次数为x‑1次，溅射结束得到用于高速相变存储器的GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料。