[发明专利]相变记忆材料

说明书

优先权声明

本专利申请要求2008年8月29日提交的美国临时专利申请61/092868和2009年7月15日提交的美国专利申请第12/503156号的优先权。

发明领域

本发明的实施方式涉及相变记忆材料，更具体涉及适用于相变记忆应用如光学和电子数据存储的碲化GeAs材料。

技术背景

传统的相变记忆装置利用能在具有不同性质的两相之间变化的材料。所述材料通常从无定型相变化到晶相，所述相可具有显著不同的性质，例如不同的电阻率、电导率和/或反射率。

从无定型相到晶相的相变可以通过将无定型材料加热到促进成核、晶体形成、和然后晶化的温度来实现。回到无定型的相变可以通过将晶相加热到高于熔化温度的温度来实现。

目前将硫属化物材料如Ge、Sb和Te合金用于相变记忆应用中，例如用于在可重复写入盘(over writable disk)中存储信息。

目前Matsushita/Panasonic和IBM的工作人员已经开发了一些相变记忆材料。代表性的材料包括基于GeTe-Sb₂Te₃结的组合物，具体是Ge₂Sb₂Te₅(GST)，以及Au，In-掺杂的碲化Sb(AIST)。这些材料可以在激光加热或电流脉冲条件下，在高电导率、高反射率晶相和低电导率、低反射率无定型相之间以约10纳秒的时间标度循环。

虽然一些传统材料如GST和AIST对于非挥发性记忆应用具有良好的性质，但是具有更快的相转变和/或更长的写入/再写入能力的相变记忆材料将是有利的。

发明概述

本发明的实施方式是基于GeAsTe的用于相变记忆应用但是不属于正规GeSbTe系统的组合物。而且，由于某些GeAsTe组合物可以制成大块玻璃，所以GeAsTe无定型相的稳定性似乎大于不可能形成大块玻璃的GeSbTe类似物的稳定性。这种特性会导致写入/再写入循环的数量增加，同时不会使电导率/反射率反差(contrast)变差，并且导致更长的数据保持。

本发明的一种实施方式是包括晶化薄膜的制品，该晶化薄膜包含具有至少一种六方相的组合物，或者包含在晶化形式下能具有至少一种六方相的可晶化组合物。

本发明的另一种实施方式是一种方法，该方法包括提供包含相变记忆无定型材料的薄膜，以及将该相变记忆无定型材料转化成六方晶相。

本发明的另一种实施方式是一种方法，该方法包括提供包含具有六方晶相的相变记忆材料的薄膜，以及将该六方晶相转化成无定型相。

以下详细说明中将提出本发明的其他特性和优点，这些特性和优点的一部分对于本领域普通技术人员而言通过说明书而容易理解，或者通过按照说明书及其权利要求书以及附图所述实施本发明而了解。

应该理解，以上一般说明和以下详细说明都仅仅是对本发明的例证，意图为理解本发明要求权利的性质和特性提供概况或框架。

包括附图以提供对本发明的进一步理解，附图结合在说明书中并构成说明书的一部分。附图说明本发明的一种或多种实施方式，与说明书一起用于解释本发明的原理和操作。

附图简要描述

单独地通过以下详细说明，或者结合附图，能理解本发明。

图1是GeAsTe材料的组成图。

图2是根据一种实施方式的材料的反射率数据的图。

图3是根据一种实施方式的材料的反射率数据的图。

图4和图5是常规相变记忆材料的X射线衍射数据的图。

图6和图7是根据本发明的相变记忆材料的X射线衍射数据的图。

发明详述

详细参考本发明的各种实施方式。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记表示相同或类似的特征。

本发明的一种实施方式是包括晶化薄膜的制品，该晶化薄膜包含具有至少一种六方相的组合物，或者包含在晶化形式下能具有至少一种六方相的可晶化组合物。

根据一些实施方式，所述组合物按原子百分比包含以下组分：

5-45的Ge；

5-40的As，或者As和Sb的组合，其中As的原子百分比大于Sb的原子百分比；和

45-65的Te。

根据一些实施方式，所述组合物按原子百分比包含以下组分：

10-30的Ge；

15-30的As，或者As和Sb的组合，其中As的原子百分比大于Sb的原子百分比；和

50-60的Te。