[发明专利]一种纳米复合多层相变薄膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纳米复合多层相变薄膜，其特征在于，该相变薄膜为Ge₅₀Te₅₀相变材料和Ge₈Sb₉₂相变材料呈周期性复合得到纳米复合多层相变薄膜，所述的相变薄膜的结构通式为[Ge₅₀Te₅₀(a)/Ge₈Sb₉₂(b)]_x，总厚度为32～80nm，其中，a为每层相变薄膜中Ge₅₀Te₅₀材料的厚度，为4～8nm，b为每层相变薄膜中Ge₈Sb₉₂材料的厚度，为4～8nm，x为相变薄膜结构的周期数，x为4或5。

2.根据权利要求1所述的一种纳米复合多层相变薄膜，其特征在于，所述的相变薄膜采用磁控溅射方法生长于SiO₂/Si(100)基片上。

3.如权利要求1-2中任一项所述的纳米复合多层相变薄膜的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：

(1)将SiO₂/Si(100)基片依次置于乙醇、丙酮、去离子水中，超声清洗15～30min，然后用高纯N₂吹干，待用；

(2)安装好溅射靶材，先后开启机械泵和分子泵抽真空；

(3)设定溅射气体流量、腔内溅射气压、靶材的溅射功率；

(4)采用室温磁控溅射方法制备[Ge₅₀Te₅₀(a)/Ge₈Sb₉₂(b)]_x纳米复合多层相变薄膜：

(4-1)将基片旋转到Ge₈Sb₉₂靶位，开启Ge₈Sb₉₂的射频溅射电源，开始溅射Ge₈Sb₉₂薄膜，Ge₈Sb₉₂薄膜溅射完成后，关闭Ge₈Sb₉₂的交流溅射电源；

(4-2)将基片旋转到Ge₅₀Te₅₀靶位，开启Ge₅₀Te₅₀的射频溅射电源，开始溅射Ge₅₀Te₅₀薄膜，Ge₅₀Te₅₀薄膜溅射完成后，关闭Ge₅₀Te₅₀的交流溅射电源；

(4-3)重复上述(4-1)、(4-2)两步，直到完成纳米相变薄膜设定的周期数。

4.根据权利要求3所述的一种纳米复合多层相变薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(4-1)溅射Ge₈Sb₉₂时，采用的本底真空度为2×10^-4Pa，溅射气体为体积百分比均达到99.999％的高纯Ar气，溅射气体的流量为30～50SCCM，溅射气压为0.2～0.5Pa，溅射功率为15～30W，溅射速度为1.5～6.5s/nm。

5.根据权利要求3所述的一种纳米复合多层相变薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(4-2)中溅射Ge₅₀Te₅₀时，采用的本底真空度为2x10^-4Pa，溅射气体为体积百分比均达到99.999％的高纯Ar气，溅射气体的流量为30～50SCCM，溅射气压为0.2～0.5Pa，溅射功率为15～30W，溅射速度为1.2～3.5s/nm。

6.一种如权利要求1所述的纳米复合多层相变薄膜的应用，其特征在于，该相变薄膜应用于相变存储器。