[发明专利]基于PEEK衬底的多层纳米复合相变存储薄膜材料及其制备和应用

说明书

本发明公开一种基于PEEK衬底的多层纳米复合相变存储薄膜材料及其制备和应用，该薄膜材料是将Gesubgt;2/subgt;Sbsubgt;2/subgt;Tesubgt;5/subgt;、Sb金属层在柔性PEEK衬底上交替沉积复合而成的，其化学通式为[Gesubgt;2/subgt;Sbsubgt;2/subgt;Tesubgt;5/subgt;(xnm)/Sb(ynm)]subgt;a/subgt;，xnm为单层Gesubgt;2/subgt;Sbsubgt;2/subgt;Tesubgt;5/subgt;层的厚度且1nm≤x nm10nm；ynm为单层Sb层的厚度且1nm≤y nm10nm；a为Gesubgt;2/subgt;Sbsubgt;2/subgt;Tesubgt;5/subgt;层和Sb层的交替周期数，2≤a10；该相变存储薄膜材料在具有柔性的基础上具备较好的热稳定性，晶化速度加快，解决了传统Gesubgt;2/subgt;Sbsubgt;2/subgt;Tesubgt;5/subgt;相变材料热稳定性差的问题，应用在相变存储器中可提升器件的综合性能，发展前景广阔。

技术领域

本发明属于信息存储技术领域，具体涉及基于PEEK衬底的多层纳米复合相变存储薄膜材料及其制备以及该材料在相变存储器件中的应用。

背景技术

随着移动互联网及电子器件小型化的飞速发展，市场对柔性、便携式电子设备的需求大幅上升，存储器作为电子设备中不可或缺的部分也正顺势向柔性化方向快速发展。基于器件柔性化的发展趋势，传统的硅衬底存储材料已经不能满足当前的工程需求，所以迫切需要开发出新型的基于柔性衬底的存储材料。

聚醚醚酮(PEEK)是一种膨胀系数小、尺寸稳定性好的特种高分子材料，因此可以加工成尺寸精度很高的原件；又因为其兼具耐高温、耐剥离性好、阻燃性等级高、防水性好、电绝缘性能好、耐腐蚀性好等优势，使得该类材料可以适应多种复杂的工作环境。这些优良特性也为其在柔性相变存储器的衬底材料中的发展应用提供了可能。

相变存储器(PCRAM)是一类具有读写速度快、非易失性、循环次数高以及与CMOS工艺兼容等诸多优点的存储器件。相变存储器中最核心的部分便是以硫系化合物为基础的相变材料，其中，Ge₂Sb₂Te₅是应用较为广泛的一种传统相变存储材料，但是该材料的非晶稳定性较差且结晶速度较慢，这会使得该材料在实际应用时受到诸多限制。

为了解决传统Ge₂Sb₂Te₅相变材料热稳定性差的问题，中国专利CN102347446B公开了一种用于相变存储器的Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料及其制备方法，所述Ge-Sb-Te富Ge掺N相变材料的成分主要为氮化锗和(GeTe)_a(Sb₂Te₃)_b复合的相变材料。其是采用磁控溅射法，在硅衬底或热氧化后的硅衬底上，利用Ge和(GeTe)_a(Sb₂Te₃)_b合金靶两靶共溅射、或者利用Ge、Sb和Te三靶共溅射、或者利用(GeTe)_a(Sb₂Te₃)_b合金和氮化锗合金靶两靶共溅射获得的相变材料。根据该方案所制得的相变材料虽能提高Ge₂Sb₂Te₅的热稳定性，但是会减缓材料的晶化速度，从而使Ge₂Sb₂Te₅材料本就不快的相变速度进一步降低，这对于存储器的应用是非常不利的。