[0026] （实施例1）
[0027] 本实施例的用于高相变存储器的GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料为多层复合膜结构，厚度为6～80nm；由GeTe层和Sb层交替沉积复合而成，即在薄膜中，按照GeTe层-Sb层-GeTe层-Sb层…的顺序重复交替排列。
[0028] 将一层GeTe层和一层Sb层作为一个交替周期，后一个交替周期的GeTe层沉积在前一个交替周期的Sb层上方。GeTe层中含有Ge和Te两种元素， Ge和Te的原子比为1∶1。
[0029] 上述Ge Te/Sb类超晶格相变薄膜材料的膜结构用通式[GeTe (a)/Sb(b)]x表示，其中a为单层GeTe层的厚度，1nm≤a≤50nm；b为单层Sb层的厚度，1nm≤b≤50nm；x为GeTe层和Sb层的交替周期数，或者说一层GeTe层和一层Sb层为一组，薄膜材料由x组单层的GeTe层和Sb层组成；x为正整数， 6nm≤（a+b）*x≤80nm。
[0030] 本实施例的GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料的膜结构为[GeTe (5nm)/Sb(3nm)]6，即每一层GeTe层的厚度为5nm，每一层Sb层的厚度为3nm，GeTe层和Sb层的交替周期数为6，GeSb类超晶格相变薄膜材料的厚度为48nm。
[0031] 本实施例的GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料采用磁控溅射法制得；具体制备方法包括以下步骤：
[0032] ①基片的准备。选取尺寸为5mm×5mm的SiO2/Si（100）基片，先在超声清洗机中将基片在丙酮（纯度为99%以上）中超声清洗3～5分钟，洗毕取出用去离子水冲洗；接着在超声清洗机中将基片在乙醇（纯度在99%以上）中超声清洗3～5分钟，洗毕取出用去离子水冲洗，冲洗干净后用高纯N2吹干表面和背面；吹干后的基片送入烘箱中烘干水汽，烘干后的基片待用，其中烘箱温度设置为120℃，烘干时间20分钟。
[0033] ②磁控溅射的准备。
[0034] 在磁控溅射镀膜系统（JGP-450型）中，将步骤①准备的待溅射的SiO2/Si（100）基片放置在基托上，将GeTe合金（纯度99.999%，原子百分比Ge∶Te=1∶1）和Sb（原子百分比含量99.999%）作为溅射靶材分别安装在磁控射频（RF）溅射靶中，并将磁控溅射镀膜系统的溅射腔室进行抽真空直至腔室内真空度达到1×10-4 Pa。
[0035] 使用高纯氩气（体积百分比达到99.999%）作为溅射气体，设定Ar气流量为25～35 SCCM（本实施例中为30SCCM），并将溅射气压调节至0.15～0.35Pa（本实施例中为0.3Pa）。
[0036] 设定射频电源的溅射功率为25W～35W（本实施例中为30W）。
[0037] ③磁控溅射制备[GeTe (a)/Sb(b)]x多层复合薄膜。
[0038] a、首先清洁GeTe合金靶材和Sb靶材表面。将空基托旋转到GeTe靶位，打开GeTe靶位上的直流电源，设定溅射时间100s，开始对GeTe合金靶材表面进行溅射，清洁GeTe合金靶材表面；GeTe合金靶材表面清洁完毕后，关闭GeTe合金靶位上施加的射频电源，将空基托旋转到Sb靶位，开启Sb靶位上的射频电源，设定溅射时间100s，开始对Sb靶材表面进行溅射，清洁Sb靶材表面，Sb靶材表面清洁完毕后，关闭Sb靶位上施加的直流电源，将待溅射的SiO2/Si（100）基片旋转到GeTe合金靶位。
[0039] b、开始溅射第一个交替周期的GeTe层：打开GeTe合金靶位上的射频电源，设定GeTe层溅射速率为1.44s/nm，溅射时间7.2s，溅射结束后得到5nm厚度的Ge层；GeTe层溅射完成后，关闭GeTe合金靶位上施加的射频电源。
[0040] c、将已经溅射了GeTe层的基片旋转到Sb靶位，开启Sb靶位上的射频电源，设定Sb层溅射速率为4s/nm，溅射时间12s，溅射结束后得到3nm厚度的Sb层。
[0041] d、重复上述步骤b和c，得到GeTe层-Sb层-GeTe层-Sb层…的重复交替沉积的[GeTe (a)/Sb(b)]x多层复合薄膜；本实施例重复5次。
[0042] （实施例2）
[0043] 本实施例的用于高相变存储器的GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料的膜结构为[GeTe (5nm)/Sb(4nm)]6，即每一层GeTe层的厚度为5nm，每一层Sb层的厚度为4nm，GeTe层和Sb层的交替周期数为6，GeSb类超晶格相变薄膜材料的厚度为54nm。
[0044] 制备方法其余与实施例1相同，不同之处在于：步骤③磁控溅射制备GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料时，每一层Sb层的溅射时间为16s。
[0045] （实施例3）
[0046] 本实施例的用于高相变存储器的GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料的膜结构为[GeTe (5nm)/Sb(5nm)]5，即每一层GeTe层的厚度为5nm，每一层Sb层的厚度为5nm，GeTe层和Sb层的交替周期数为5，GeSb类超晶格相变薄膜材料的厚度为50nm。
[0047] 制备方法其余与实施例1相同，不同之处在于：步骤③磁控溅射制备GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料时，每一层Sb层的溅射时间为20s。
[0048] （实施例4）
[0049] 本实施例的用于高相变存储器的GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料的膜结构为[GeTe (5nm)/Sb(6nm)]5，即每一层GeTe层的厚度为5nm，每一层Sb层的厚度为6nm，GeTe层和Sb层的交替周期数为5，GeSb类超晶格相变薄膜材料的厚度为55nm。
[0050] 制备方法其余与实施例1相同，不同之处在于：步骤③磁控溅射制备GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料时，每一层Sb层的溅射时间为24s。
[0051] （实施例5）
[0052] 本实施例的用于高相变存储器的GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料的膜结构为[GeTe (5nm)/Sb(7nm)]4，即每一层GeTe层的厚度为5nm，每一层Sb层的厚度为7nm，GeTe层和Sb层的交替周期数为4，GeSb类超晶格相变薄膜材料的厚度为48nm。
[0053] 制备方法其余与实施例1相同，不同之处在于：步骤③磁控溅射制备GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料时，每一层Sb层的溅射时间为28s。
[0054] （对比例1）
[0055] 本对比例制备的是单层GeTe相变薄膜材料，厚度50nm。按照实施例1的方法，设定GeTe溅射速率为1.44s/nm，溅射时间72s，溅射结束后得到50nm厚度的单层GeTe相变薄膜材料。
[0056] （对比例2）
[0057] 本对比例制备的是Ge2Sb2Te5相变薄膜材料，厚度50nm。按照实施例1的方法，选择Ge2Sb2Te5合金作为溅射靶材，溅射结束得到Ge2Sb2Te5相变薄膜材料。
[0058] （实验例1）
[0059] 为了了解本发明的GeTe/Sb类超晶格相变薄膜材料的性能，对实施例1至实施例5制得的薄膜材料和对比例1制得的GeTe薄膜材料进行测试，得到各相变薄膜材料的原位电阻与温度的关系曲线。
[0060] 见图1，GeTe薄膜材料的晶化温度明显高于本发明的类超晶格相变薄膜材料，更低的晶化温度意味着更小的激活势垒，可以减小相变过程中的功率消耗，因此本发明的薄膜材料功耗低。
[0061] 而本发明的类超晶格相变薄膜材料 [GeTe(a)/Sb(b)]x随着Sb层相对厚度的增加，相变薄膜的晶化温度进一步降低。
[0062] （实验例2）
[0063] 本实验例测试上述实施例3 的[GeTe(5nm)/Sb(5nm)]5类超晶格相变薄膜材料和对比例2的单层Ge2Sb2Te5传统相变薄膜材料经纳秒激光脉冲照射后薄膜反射率随时间的变化。
[0064] 见图2，在激光脉冲能量的作用下，薄膜的反射率由较低值突变到一个较大的值，表明薄膜发生了非晶态到晶态的相转变，其相变时间用于评价相变薄膜的相变速度的快慢。 [GeTe(5nm)/Sb(5nm)]5类超晶格相变薄膜反射率发生突变的时间约为5.3ns，而单层Ge2Sb2Te5传统相变薄膜材料反射率发生突变的时间约为39ns。与传统单层Ge2Sb2Te5相变薄膜材料相比，本发明的[GeTe(5nm)/Sb(5nm)]5类超晶格相变薄膜材料具有更快的相变速度，从而使相变存储器具有更快的操作速度，这有利于提高PCRAM信息读写的速度。
