[发明专利]一种用于低功耗高可靠性相变存储器的掺氧纳米薄膜材料及其制备和应用

权利要求书

1.一种掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料采用磁控溅射方法制备，通过在射频溅射沉积Sb₄Te薄膜的过程中同时通入氩气和氧气，并在纳米量级制备而成。

2.如权利要求1所述的掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述Ar气与O₂气的气体流量比控制为（29-27）：（1：3）；优选的，所述Ar气与O₂气的气体流量比控制为29：1、28：2或者27：3。

3.如权利要求1所述的掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料的磁控溅射制备过程中，衬底采用SiO₂/Si(100)基片，溅射靶材为Sb₄Te，溅射气体为高纯Ar气和高纯O₂气。

4.如权利要求3所述的掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述Sb₄Te靶材的纯度在原子百分比99.999%以上，本底真空度不大于1×10^-4Pa。

5.如权利要求3所述的掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述Sb₄Te靶材采用射频电源，且溅射功率为15-25W。

6.如权利要求3所述的掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述Ar气的纯度为体积百分比99.999%以上，气体流量为27-29sccm，溅射气压为0.15-0.25Pa。

7.如权利要求1所述的掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1）清洗SiO₂/Si(100)基片；

2）安装好溅射靶材；设定溅射功率，设定溅射Ar气和O₂气的气体流量及溅射气压；

3）采用室温磁控溅射方法制备掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料；

a)将空基托旋转到Sb₄Te靶位，打开Sb₄Te靶上的射频电源，依照设定的溅射时间，开始对Sb₄Te靶材表面进行溅射，清洁Sb₄Te靶位表面；

b)Sb₄Te靶位表面清洁完成后，关闭Sb₄Te靶位上所施加的射频电源，将待溅射的基片旋转到Sb₄Te靶位，打开Sb₄Te靶位上的射频电源，依照设定的溅射时间，开始溅射掺氧Sb₄Te薄膜，溅射完毕后获得所述的掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料。

8.如权利要求1-7任一所述的掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料的制备方法，其特征在于，所获得的掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料的总厚度为100-120nm。

9.一种掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料，为根据权利要求1-9任一所述的掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料的制备方法制得。

10.如权利要求9所述的掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料，其特征在于，所述掺氧Sb₄Te纳米相变薄膜材料的化学成分采用STOx表示，其中ST代表Sb₄Te，O代表氧原子；x代表氧气流量值，其单位为sccm；其中x=1、2或3。