專利名稱：：相變記憶材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的實(shí)施方式涉及相變記憶材料，更具體涉及適用于相變記憶應(yīng)用如光學(xué)和電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的碲化GeAs材料。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)的相變記憶裝置利用能在具有不同性質(zhì)的兩相之間變化的材料。所述材料通常從無定型相變化到晶相，所述相可具有顯著不同的性質(zhì)，例如不同的電阻率、電導(dǎo)率和/或反射率。從無定型相到晶相的相變可以通過將無定型材料加熱到促進(jìn)成核、晶體形成、和然后晶化的溫度來實(shí)現(xiàn)。回到無定型的相變可以通過將晶相加熱到高于熔化溫度的溫度來實(shí)現(xiàn)。目前將硫?qū)倩锊牧先鏕e、Sb和Te合金用于相變記憶應(yīng)用中，例如用于在可重復(fù)寫入盤(overwritabledisk)中存儲(chǔ)信息。目前Matsushita/Panasonic和IBM的工作人員已經(jīng)開發(fā)了一些相變記憶材料。代表性的材料包括基于GeTe-Sb2I^3結(jié)的組合物，具體是Ge2Sb2I^5(GST)，以及Au，In-摻雜的碲化Sb(AIST)。這些材料可以在激光加熱或電流脈沖條件下，在高電導(dǎo)率、高反射率晶相和低電導(dǎo)率、低反射率無定型相之間以約10納秒的時(shí)間標(biāo)度循環(huán)。雖然一些傳統(tǒng)材料如GST和AIST對(duì)于非揮發(fā)性記憶應(yīng)用具有良好的性質(zhì)，但是具有更快的相轉(zhuǎn)變和/或更長的寫入/再寫入能力的相變記憶材料將是有利的。發(fā)明概述本發(fā)明的實(shí)施方式是基于GeAsTe的用于相變記憶應(yīng)用但是不屬于正規(guī)GeSbTe系統(tǒng)的組合物。而且，由于某些GeAsTe組合物可以制成大塊玻璃，所以GeAsTe無定型相的穩(wěn)定性似乎大于不可能形成大塊玻璃的GeSbTe類似物的穩(wěn)定性。這種特性會(huì)導(dǎo)致寫入/再寫入循環(huán)的數(shù)量增加，同時(shí)不會(huì)使電導(dǎo)率/反射率反差(contrast)變差，并且導(dǎo)致更長的數(shù)據(jù)保持。本發(fā)明的一種實(shí)施方式是包括晶化薄膜的制品，該晶化薄膜包含具有至少一種六方相的組合物，或者包含在晶化形式下能具有至少一種六方相的可晶化組合物。本發(fā)明的另一種實(shí)施方式是一種方法，該方法包括提供包含相變記憶無定型材料的薄膜，以及將該相變記憶無定型材料轉(zhuǎn)化成六方晶相。本發(fā)明的另一種實(shí)施方式是一種方法，該方法包括提供包含具有六方晶相的相變記憶材料的薄膜，以及將該六方晶相轉(zhuǎn)化成無定型相。以下詳細(xì)說明中將提出本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點(diǎn)，這些特性和優(yōu)點(diǎn)的一部分對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言通過說明書而容易理解，或者通過按照說明書及其權(quán)利要求書以及附圖所述實(shí)施本發(fā)明而了解。應(yīng)該理解，以上一般說明和以下詳細(xì)說明都僅僅是對(duì)本發(fā)明的例證，意圖為理解本發(fā)明要求權(quán)利的性質(zhì)和特性提供概況或框架。包括附圖以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，附圖結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分。本發(fā)明的一種或多種實(shí)施方式，與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理和操作。附圖簡要描述單獨(dú)地通過以下詳細(xì)說明，或者結(jié)合附圖，能理解本發(fā)明。圖1是GeAsTe材料的組成圖。圖2是根據(jù)一種實(shí)施方式的材料的反射率數(shù)據(jù)的圖。圖3是根據(jù)一種實(shí)施方式的材料的反射率數(shù)據(jù)的圖。圖4和圖5是常規(guī)相變記憶材料的X射線衍射數(shù)據(jù)的圖。圖6和圖7是根據(jù)本發(fā)明的相變記憶材料的X射線衍射數(shù)據(jù)的圖。發(fā)明詳述詳細(xì)參考本發(fā)明的各種實(shí)施方式。只要有可能，在所有附圖中使用相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的特征。本發(fā)明的一種實(shí)施方式是包括晶化薄膜的制品，該晶化薄膜包含具有至少一種六方相的組合物，或者包含在晶化形式下能具有至少一種六方相的可晶化組合物。根據(jù)一些實(shí)施方式，所述組合物按原子百分比包含以下組分5-45的Ge；5-40的As，或者As和Sb的組合，其中As的原子百分比大于Sb的原子百分比；和45-65的Te。根據(jù)一些實(shí)施方式，所述組合物按原子百分比包含以下組分10-30的Ge；15-30的As，或者As和釙的組合，其中As的原子百分比大于釙的原子百分比；和50-60的Te。所述組合物可進(jìn)一步包含Al、Si、feuSe、h、Sn、Tl、Pb、Bi、P、S或其組合。在一些實(shí)施方式中，Al、Si、Ga、Se、In、Sn、Tl、Pb、Bi、P、S或其組合的原子百分比等于或小于20%。在一些實(shí)施方式中，六1、5丨、61%、111、511、11、？13、8丨、？、3或其組合的原子百分比等于或小于15%。根據(jù)一種實(shí)施方式，所述薄膜設(shè)置于基材之上。根據(jù)一種實(shí)施方式，可以將薄膜沉積在基材上。在一些實(shí)施方式中，所述基材包括玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、聚合物、金屬或其組合。GeAsTe玻璃及其晶體類似物有可能作為相變材料，因?yàn)槠涮卣餍缘牟ＡB(tài)比傳統(tǒng)相變材料如GST和AIST的玻璃態(tài)更穩(wěn)定。根據(jù)本發(fā)明的寬范圍的GeAsTe玻璃在加熱時(shí)能轉(zhuǎn)化成反射率大于上述傳統(tǒng)材料的晶相。對(duì)于基于Te-GeAh結(jié)的玻璃，已經(jīng)在包含45-65的原子百分比的Te的組合物中證明了這種現(xiàn)象。許多這些材料在晶化時(shí)由至少兩種相組成要么是兩種晶相，要么是一種晶相加上一種殘留的玻璃相。但是，可以使具有基于As2Te3-GeTe結(jié)的組成的玻璃晶化成單相，這樣能在玻璃態(tài)和晶態(tài)之間表現(xiàn)出最大的電導(dǎo)率/反射率反差。這種玻璃可以摻雜有與晶相相容的成分，例如Al、Si、Ga、％、In、Sn、Tl、Pb、Bi、P、S或其組合，而不會(huì)在加熱態(tài)中形成第二相。權(quán)利要求1.一種制品，其包含a.包含具有至少一種六方相的組合物的晶化薄膜；或b.在晶化形式下能具有至少一種六方相的可晶化組合物。2.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，按原子百分比計(jì)，所述組合物包含以下組分5-45的Ge；5-40的As，或者As和Sb的組合，其中As的原子百分比大于Sb的原子百分比；和45-65的Te。3.如權(quán)利要求2所述的制品，其特征在于，按原子百分比計(jì)，所述組合物包含以下組分10-30的Ge；15-30的As，或者As和Sb的組合，其中As的原子百分比大于Sb的原子百分比；和50-60的Te。4.如權(quán)利要求2所述的制品，其特征在于，所述組合物進(jìn)一步包含Al、Si、Ga、Se、In、Sn、Tl、Pb、Bi、P、S或其組合。5.如權(quán)利要求2所述的制品，其特征在于，所述Al、Si、Ga、％、In、Sn、Tl、HkBi、P、S或其組合的原子百分比等于或小于20%。6.如權(quán)利要求5所述的制品，其特征在于，所述Al、Si、Ga、％、In、Sn、Tl、HkBi、P、S或其組合的原子百分比等于或小于15%。7.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，所述薄膜設(shè)置在基材上。8.如權(quán)利要求7所述的制品，其特征在于，所述基材包括玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、聚合物、金屬或其組合。9.一種方法，其包括提供包含相變記憶無定型材料的薄膜；和將該相變記憶無定型材料轉(zhuǎn)化成六方晶相。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述將相變記憶無定型材料轉(zhuǎn)化成六方晶相的步驟包括加熱。11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，按原子百分比計(jì)，所述相變記憶無定型材料包含以下組分5-45的Ge；5-40的As，或者As和Sb的組合，其中As的原子百分比大于Sb的原子百分比；和45-65的Te。12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，按原子百分比計(jì)，所述組合物包含以下組分10-30的Ge；15-30的As，或者As和Sb的組合，其中As的原子百分比大于Sb的原子百分比；和50-60的Te。13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述相變記憶無定型材料還包含Al、Si、Ga,Se,In、Sn、Tl、Pb、Bi、P、S或其組合。14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，Al、Si、Ga、％、In、Sn、Tl、HkBi、P、S或其組合的原子百分比等于或小于20%。15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，Al、Si、Ga、％、In、Sn、Tl、HkBi、P、S或其組合的原子百分比等于或小于15%。16.一種方法，其包括提供包含具有六方晶相的相變記憶材料的薄膜；和將該六方晶相轉(zhuǎn)化成無定型相。17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述將具有六方晶相的相變記憶材料轉(zhuǎn)化成無定型相的步驟包括加熱。18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，按原子百分比計(jì)，所述相變記憶材料包含以下組分5-45的Ge；5-40的As，或者As和Sb的組合，其中As的原子百分比大于Sb的原子百分比；和45-65的Te。19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，按原子百分比計(jì)，所述相變記憶材料包含以下組分10-30的Ge；15-30的As，或者As和Sb的組合，其中As的原子百分比大于Sb的原子百分比；和50-60的Te。20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述相變記憶材料還包含Al、Si、fei、Se、In、Sn、Tl、Pb、Bi、P、S或其組合。21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，Al、Si、feuSe、In、Sn、Tl、HkBi、P、S或其組合的原子百分比等于或小于20%。22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，Al、Si、feuSe、In、Sn、Tl、Pb、Bi、P、S或其組合的原子百分比等于或小于15%。23.一種相變記憶裝置，其包括如權(quán)利要求1所述的制品。全文摘要本文描述了相變記憶材料，更具體描述了適用于相變記憶應(yīng)用，如光學(xué)和電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的碲化GeAs材料。文檔編號(hào)H01L45/00GK102138233SQ200980134692公開日2011年7月27日申請日期2009年8月28日優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日發(fā)明者B·G·艾特肯,C·M·史密斯申請人:康寧股份有限公司