专利名称:相可变材料的制作方法
本发明涉及光学数据存储装置。在这种装置中，数据被贮存在一种状态可变材料中，可应用投射束能，使其在两种可探测的状态之间变换。
无烧蚀状态可变光学数据存储系统，将信息记录在状态可变材料中，通过向其施加能量，可使其在至少两种可探测状态之间变换，例如，通过投射束能，诸如光能、粒子束能或类似的能。
状态可变光数据存储材料被用于光数据存储器中，在这种器件中，光数据存储材料受到基片支撑，并用密封剂封装。密封剂可以包含防烧蚀材料和防烧蚀层，绝热材料和绝热层，在投射束源和数据存储介质之间的防反射层，在光数据存储介质和基片之间的反射层等。各层可以起到不只一种功能。例如，防反射层也可以是绝热层。包括状态可变数据存储材料层在内，对各层的厚度予以最优化，以使得改变状态所需的能量最小，同时保持高对比度，高信号噪比，并使状态可变的数据存储材料有高度稳定性。
状态可变材料是一种通过向其施加投射束能，可从一种可探测状态转换到另一种可探测状态的材料。对状态可变材料来说，可探测到的状态随它们的组织结构、表面布局、相对有序程度、相对无序程度、电气特性和/或光学特性而异，并能通过电导、电阻、透光度、光吸收率、光的反射性和它们的任何组合来对其状态进行探测。
光数据存储材料一般是淀积而成的无序材料。经过制成或初始化成一种系统，它具有较易再现的“清除”态或“0”态晶体特性，以及较易再现的能探测“记录”态即二进制“1”态非晶特性;并能经受大量的记录-清除循环，即相当大量的玻璃化-晶化循环。对不同状态的鉴别具有高度的耐久性。
淀积可以用蒸发沉积法，化学蒸汽沉积法，或等离子体沉积法，像这里采用的等离子体沉积法包括溅射、辉光放电、及等离子体辅助化学蒸汽沉积、沉积所得的无序材料必须初始化，例如，在Rosa Youg和Napoleon Formigoni共同提出的对“光数据存储器的一种制作方法”的待审申请中，对此已作了说明。也就是说，该存储器必须被定态、被形成、被初始化。或者换一种说法，如数据将用一个无序的“二进制”状态记录的话，应先使存储器做好接收数据的准备。初始化，即形成，需要将相可变的数据存储材料从沉积成的无序状态，转变为一种稳定的系统。这种系统在一种玻璃化的无序的记录状态，即与二进制“1”对应的状态，同一种有序的晶化“清除”状态，即与二进制“0”对应的状态之间变换，并且这种变换具有耐久的特性。
本系统都是多相系统。其中，有序现象包括许多固态反应，在这些反应中，由无序材料构成的系统被转变为由有序材料和无序材料构成的系统。其中，玻璃化现象包括固态-固态反应、固态-液态反应和液态-液态反应，还包括在相交接面处的反应。以便将一个包含有无序和有序部分的系统，转变为只有无序部分的系统。上述相分离出现在比较小的距离内，并具有内部联锁和显著的结构区别。
这种反应系统的一个例子，是先有技术中的无序的锗-碲-氧系统，这种系统在“晶化”状态下形成氧化锗、二氧化锗、碲和各种不同的锗-碲复合物，其中碲是晶体。这些反应的特点是积累了稳定的氧化锗。它在玻璃化时并不自始至终地与锗-碲成分反应。存储材料中的氧化锗积累，在感兴趣的能量范围内相对来说是不可逆的。这是由于其熔化温度高和氧化物具有的稳定性。这就最终导致氧化物的积累与循环历史有关，并且在经历不同的循环次数时，“清除-记录”的鉴别有所变化。
在循环次数达到很大值时，丧失对经历循环的不变性的问题，可以通过本发明提供的方法和设备予以排除。
这里提供了一种投射束数据存储器件，其存储材料可通过施加投射束能而在两种可探测状态之间变换。存储材料本身至少有两相，其中一相在感兴趣的能量范围内大体上是不可变换的，并且大体上是连续的;另一相则可在可探测的两种状态之间变换，并且以大体上断续的晶粒状态弥散在大体上的连续相中。尽管晶粒看作断续的晶粒，它们彼此仍可能有所连系。
存储材料的弥散相，可在能探测的状态之间可逆地变换，并可借助光能、粒子束能或类似的能，从第一种状态设置成第二种状态，并可反方向进行转换。形成弥散的可变换相的典型材料包括硫族化物。典型的硫族化物成份包含碲，例如碲与一种或多种交链剂一起出现。这样，硫族化物成分可以在(1)一种非晶的第一碲-交链剂成分，和(2)在存在有非晶的第二碲-交链剂成分情况下的晶体碲之间可逆地进行变换。晶体碲和无序的第二碲-交链剂成分，可与非晶的第一碲-交链剂成分的晶化进行有效的相分离，有效的相分离的意思是，这种相分离是以对两种状态进行鉴别。
适合的交链剂系周期表中的ⅢB族元素、ⅣB族元素、ⅤB族元素和ⅥB族元素。这些元素包括ⅢB族中的铝(Al)，铜(In)和镓(Ga);ⅣB族中的硅(Si)、锗(Ge)和锡(Sn);ⅤB族中的氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)及铋(Bi);以及ⅥB族中的硫(S)、硒(Se);也可以是它们的组合。一些典型的交链剂包括硅、锡、砷、锑和它们的混合物;特别是硅和/或锗，可以是单独的或加上锡、砷或锑中的一种或几种。典型的硫族化物成分包括硫族元素碲和一种硅和/或锗交链剂;或者硅和/或锗，加足够量的其它交链剂;以形成一种稳定的无序硫族化物。通常交链剂的原子与碲和交链剂总的原子的比率约在1%或20%之间。此外，系统中可能会出现缺氧、氧的原子与碲和交链剂总的原子的比率约在2%至30%之间。
大体上连续的相相对来说是不可转换的，并具有像难熔的陶瓷或电解质那样的特性。通常，不可变换相的熔化温度约在1000℃以上，而可变换相的熔化温度低于700℃，相对来说不可变换的连续相的典型材料是氧化硅、氮化硅、氧化铝和氧化锗。大体上连续的不可变换相的熔化温度高于弥散可变换相的熔化温度。最好，连续的不可变换相的熔化温度约在1000℃以上;包括晶体和无序区的可变换相的熔化温度低于700℃，不可变换相都被看作大体上连续的，只要它作可变材料的单个晶粒周围的一层外壳。
这样就提供了一个系统，该系统由可变材料的断续单个晶粒组成，这些断续单个晶料处于大体上不可变换材料的连续相中。根据这里所提出的本发明的另一实例，提供了一种存储材料的制作方法，这种存储材料可用于投射束数据存储器件。通过施加投射束能，可使存储材料在两种可探测状态之间变换。存贮材料至少有两相，一相是大体上连续的，並相对来说不可变换;另一相则可在能探测的状态之间变换，並以大体上断续的晶粒弥散在大体上连续的相中。
存贮材料可以通过沉积状态可变材料和密封剂材料制作，以形成大体上均匀的沉积层。随后，大体上不可逆地将该沉积层分离为大体上连续的密封剂相和以断续的晶粒弥散在密封剂中的状态可变相。
依照另一实施例，状态可变存储材料可以下列方法制作首先沉积大体上均匀的状态可变材料层和密封剂材料层，从而形成大体上均匀的覆层，其厚度可在100埃至200埃之间;随后，沉积一层厚度约为30埃至50埃的密封剂材料层;接着顺次制作出交替沉积层，这些交替的沉积层包括(a)状态变化材料和密封剂材料的同时沉积层，作为大体上均匀的沉积层，(b)主要由密封剂材料构成的沉积层;直到同时沉积而成的状态变化材料和密封剂材料沉积层的总厚度达到2至8层或更多，两层中间有密封剂材料层间隔，使得存储材料层的厚度达到500埃至1500埃，或更厚。
状态变化材料和密封剂材料可采用包括溅射在内的各种方式进行沉积，诸如同时溅射，反应溅射，反应同时溅射，或者蒸发或同时蒸发状态变化材料和密封剂材料。
在沉积以后，要进行一系列玻璃化或晶化与玻璃化步骤，以影响相分离，结果形成大体上连续的不同相变相，在其中弥散有可相变材料的晶粒。
参阅所附的图，将会特别有助于理解本发明。
在附图中图1是一个光数据存储器件的等轴部分剖视图。画时未按比例，夸大了横向尺寸和纵向比例尺。
图2是图1所示的光数据存储器件的详细视图。表示了基片和各层，包括其中的存储器材料层。
图3A、3B、3C和3D表示在层内的相分离。材料被晶化和玻璃化，以形成一个稳定的、经历循环不变的相变材料和大体上不可相变材料的系统。
图4A、4B、4C和4D表示氧化物生成后，晶化温度的移动和温度循环，包括与图3A至图3D所示的组织结构对应的相分离各部分的相对晶化温度和熔化温度。
图5A和图5B表示存储材料的断面，图中有玻璃化脉冲和晶化脉冲。
图6为按照本发明的方法制备的一个典型系统的简化温度和相变图。
图7用光透射-温度-经历的热状态关系图，表示了晶化温度移动的实验数据。
按照这里的描述，本发明提供了一种投射束数据存储器件。它有一种存储材料，应用投射束能可使其在两种能探测的状态之间变换。存储材料至少有两相。其中一相是大体上连续的，并且相对来说是不可变换的。也就是说，在不同的无序程度、结构成特性的两种状态之间，用变换另一相的同样能量，它是相对来说不可变换的。另一相可在能探测的两种状态之间变换，并以断续的晶粒弥散在大体上连续的相中。
按照这里所提出的另一个实施例，本发明提供了制造存储材料层的方法，这种存储材料层被用于制作投射束数据存储器件。这一方法包括沉积状态变化材料和密封剂材料以形成一个沉积层，例如一层大体上均匀的沉积层或若干沉积层。然后，大体上不可逆地将镀层分离为大体上连续的密封剂相和以断续的晶粒弥散在密封剂材料中的可变相。
图1表示一个投射束数据存储器件1，它有一个存储区域5，如部分剖视图所示，在存储区域内有一基片11。在基片上沉积的是一层绝热和反射层13。在绝热和反射层13上面是存储存15。在存储层15上面是一层防烧蚀层17和一层保护层19。最常用的保护层是一层大体上透明的塑料层。
图2更细致地表示了光数据存储器件1，特别是存储层15。存储层包含一个大体上均匀的相151，其中弥散了许多晶粒251。
被投射束能源照射的一个存储器单元的水平面积通常是1微米直径的量级，而单个晶粒251的最大尺寸通常在100埃至1000埃的量级。因而一个存储单元或一位，可以包含几百个晶粒251或更多。
在各个晶粒251内的存储材料的弥散相，可在两个能探测的状态之间可逆地变换。也就是说，可从一个能探测的状态向第二个能探测的状态变换，并可逆地变换回到第一个能探测的状态。含弥散相材料的晶粒251是可变换的，例如可以用光能，诸如准直的单色光、准直的非单色光、非准直的光和非准直的非单色光。存储材料15的弥散相晶粒251，还可以用粒子束能变换。
在弥散可变换材料晶粒251内的典型相变材料是硫族化物，例如一种包含碲的硫族化物。最常用的硫族化物包含碲和一种或多种交链剂。交链剂是周期表中的ⅢB族元素，ⅣB族元素，ⅤB族和ⅥB族元素。包括ⅢB族的铝(Al)、铟(In)和镓(Ga)，ⅣB族的硅(Si)、锗(Ge)和锡(Sn)，ⅤB族的氮(N)、磷(P)、砷(AS)、锑(Sb)和铋(Bi)，和ⅥB族的硫(S)和硒(Se);以及它们的混合物。最常用的交链剂是锗(Ge)，或者单独用，或者与锡(Sn)、砷(As)或锑(Sb)中的一种或几种一起用。此外，硫族化物可以包含更活跃的材料，如氧、硫或它们的混合物;也可包含进一步的交链剂，如锡、砷或锑，和增强反射性的添加剂，如镓或锑和类似的元素。在较好的实例中，硫族化物是碲，交链剂是锗，或者单独用，或者与附加的交链剂如锡、砷和/或锑一起用，交链剂的原子数与碲和交链剂的总原子数的比率约在1%至20%之间。此外，晶粒251可以进一步包含增强反射性的添加剂，诸如锡。增强反射性的添加剂与硫族化物的比率约在2%至10%之间。
大体上连续的相相对来说是不可变换的。也就是说，该材料或者是非晶体，它的晶化温度高于可相变晶粒251中最难熔化的主要部分的熔化温度;该材料或者是晶体，其熔化温度大体上高于任何要熔化的材料的熔化温度，以便影响晶粒251内的材料的玻璃化。大体上连续的相151可以等效地看作一种难熔材料、电解质材料或一种陶瓷材料。形成大体上连续的相151的最常用材料是一种从包括氧化硅、氮化硅、氧化铝和氧化锗的一组材料中选出的难熔材料。在存储材料15的薄膜内，形成稳定的、不可变换的、大体上连续的相151(包围单个晶粒251的外壳)，以防止进一步相分离，并抑制大颗粒的生长，即，超过约200埃的颗粒的生长。
存储材料层15包含大体上连续的相151和状态可变材料的弥散单个晶粒251。存储材料层15的制备，可通过沉积状态变化材料和密封材料以形成沉积层，再对该沉积层进行相分离。
按照一个实施例，材料是被沉积或同时沉积的，即通过蒸发、同时蒸发、反应溅射或反应同时溅射，形成一个大体上均匀的沉积层。蒸发包括电子束蒸发和热蒸发。
按照另一个可采用的实施例，可以形成厚度约为150埃至500埃的沉积层。各沉积层是大体上均匀的状态变化材料和密封剂材料的沉积层，其间有一些厚度约在30埃到100埃之间的密封剂材料层。用这种方法沉积了由(1)一些大体上均匀的状态变化材料和密封剂层，和(2)一些密封剂材料层所组成的层状覆层，所得的层状覆层厚度约为500埃至1500埃，或更厚。精确的厚度通过实验确定，以在感兴趣的激光波长处获得最佳的对比度。
或者，将状态变化材料层和密封剂材料层按顺序分别进行沉积。从而形成一层状覆层，它包含交替的相可变材料层和密封剂层，当这样沉积时，覆层厚度约为150埃至200埃。
在进行了状态变化材料和密封剂材料沉积后，或者在沉积单一覆层后，或者在大体上沉积了所有相变化材料和密封剂材料之后，将覆层大体上不可逆地分离为一个大体上连续的密封剂相151，和以断续的晶粒弥散在密封剂相151中的状态可变相。
状态变化材料和密封剂材料可通过溅射沉积，例如通过包括同时溅射的溅射沉积状态变化材料和密封剂材料;或通过反应溅射或同时反应溅射沉积状态变化材料和密封剂材料。按照另一个实施例，状态变化材料和密封剂材料可通过蒸发来进行沉积和/或同时沉积，并凝聚到基片11上，或凝聚到已有沉积层的基片上。上述状态变化材料和密封材料可以从加热容器中蒸发出来。
在沉积以后，用能量脉冲处理覆层，使之大体上不可逆地分离成一个大体上连续的密封剂相151，和以断续的晶粒弥散在密封剂相151中的状态可变相。这可通过将沉积层15反复地玻璃化，或通过将其晶化和玻璃化以影响前述的相分离来实现。
在图3和图4中特别地表示了这一点。在图3A中表示了大体上无序的、大体上均匀的沉积层，该沉积层有一个晶化起始温度TX，并有一个熔化起始温度Tm。图3B和图4B显示了用一个或几个重复的激光脉冲进行激光熔化形成薄膜的过程，其结果是使小的状态可变换无序颗粒251，在大体上连续的非晶体相151中被分离出来。这一薄膜形成过程导致大体上的但稳定的相分离，即建立起有晶化温度TX251和熔化温度Tm251的一相，和有晶化温度TX151和熔化温度Tm151的另一相。
随后将所得材料晶化，如图3C和图4C所示。晶化涉及把沉积层加热到TX251以上的温度，以便将状态可变材料251晶化，使得熔化温度为Tm的小晶体、微晶体或多晶体富硫族化物晶粒，与熔化温度为Tm2、Tm2等的硫族化物含量少的相或各相分离，同时避免熔化或使连续相151晶化。然后使材料15快速冷却。结果形成了一个状态，它与示于图3B和图4B中的无序材料有不同的光学特性。
然后将所得的材料玻璃化，如图3D和图4D所示，玻璃化涉及将薄膜加热到相251的最高熔化温度，即Tm2以上的某一温度，以使状态可变材料251均匀地熔化，同时避免熔化连续相151。随后使材料15快速冷却。结果使晶粒251内的富硫族化物材料与晶粒2251内贫硫族化物材料相混合，在晶粒251内形成一个大体上均匀的非晶相。
晶化包含固态-固态化学反应和固态-液态化学反应、晶粒边界和固态-液态边界成核，结果形成各种复合物、成分和结构，包括被贫硫族化物相包围的富硫族化物多晶相。并分离或有不同熔化温度和晶化温度的更多的相，例如图4C中所示的各相。
重新玻璃化包含晶粒251内和边界上的固态-液态化学反应和液态-液态化学反应。结果形成大体上均匀的成分，它有一个晶化温度，如图4D所示。
随后的过程如图3D和图4D所示。使用了一个“清除”脉冲或“有序”脉冲，使晶粒251内的材料晶化，同时使连续相151不受影响，如图4D所示。当说到“晶化”步骤时，这里也把在一个固态-固态边界或固态-液态边界上的不均匀晶化包括在内。
使用一个“记录”脉冲或“无序”脉冲，可使晶粒251内的材料熔化，如图3C和图4C所示。随后的固化使所有251内的材料转变为一个大体上均匀的无序相。连续相151则不被该脉冲所熔化。
在最初沉积的均匀薄膜内，氧是大体上均匀地分布的。然而，经过一个或多个诸如激光引起的熔化循环后，形成了氧被富集的分布稳定的陶瓷、电解制或类似物质，即，分布相151的成分。它们阻止了无限制的颗粒生长和不希望有的进一步相分离。
如前所述，特别从图3A至图3C和图4A至图4C可知，在形成或初始化之后，得到的相可变材料的单个晶粒251是处于“0”态的，已准备好通过“记录”-“消除”循环记录数据。它们在下列两者之间能可逆地变换(a)一种无序的第一硫族化物-交链剂成分，如图3D所示，和(b)(ⅰ)晶体或多晶体硫族化物，和(ⅱ)一种无序的第二硫族化物-交链剂成分，其所含硫族化物比第一硫族化物-交链剂成分所含的要少，如图3C所示。
在晶体一多晶体硫化物相形成后，晶体硫族化物相与非晶第二硫族化物一交链剂成分相互相分离。
例如，通过把一个Te91Sn6Ge2Si3的靶反应溅射到一个适当的基片上，可以形成一个Te33Sn6Ge2Si3O6的沉积层，如图5和图6所示。如前面提到过的Yaung和Formigomi的申请中所描述的，形成过程把沉积层分离成断续的Te91Sn7Ge2的分布区域251，和围绕它的壳状SiO2连续相151。Te91Sn7Ge2是一种无序材料。在晶化，例如不均匀晶化时，在包括液体-固体交接面的晶粒边界处，晶粒251相被分离成一个有序的富碲相，和一个相对来说无序的贫碲的交链相。例如，有80%碲晶化时，相信会出现如下的相分离Te91Sn7Ge2(无序的)-Te(有序的)+Te12Sn21Ge7(有序的或无序的)。
在有90%的碲晶化时，相信会出现如下的相分离Te91Sn7Ge2(无序的)-Te(有序的)+Te56Sn33Ge11(有序的或无序的)。
随后，可以重新玻璃化，使晶粒251的成分回到无序的Te91Sn7Ge2。
上述的晶化百分比可以用实验确定，以使晶化脉冲(能量密度和脉冲持续时间)、反射层的反射，各相的反射率等达到最佳。
按照一个最佳实施例，在一个8吋(20厘米)直径的沉积有SO2的有机玻璃光盘基片上，可用反应溅射做出2至8对沉积层。一对沉积层包含(1)150埃至500埃的薄膜形Te32Sn6Ge2Si3O6源，和(2)一个SiO2的30埃至100埃薄膜，做成了厚度为500埃至5000埃的相变化材料和密封剂材料薄膜。
形成，即相分离可在沉积室内或沉积室外进行，也可在薄膜沉积后进行，或者在沉积绝热层、防烧蚀层和保护层的每个活化层之后进行。如果薄膜是用氩气反应溅射制作的，除能实现相分离外，还有能释放滞留在薄膜内的氩。
下面的例子是对本发明的说明。
在氩-氧环境下，从一个Te39Sn6Ge3Si3的靶对一玻璃片进行反应溅射，形成一(Te89Sn6Ge3Si3)1-XOX(此处X的值从0.05至0.10)的薄膜。然后使样品承受一系列玻璃化激光脉冲，以将覆层相分离成为SiO2相和Te91Sn7Ge2相。然后再使样品承受一系列晶化和玻璃化激光能量脉冲。
将0-1吋长1吋宽11密耳厚的玻璃基片放在R.D.Mathis溅射组件中，离一个5吋直径的Te89Sn6Ge2Si3溅射靶的距离为3.75吋。溅射组件包含一个SG-1250电源，该电源带有两个工作频率为13.56兆赫的电极。然后，将溅射组件抽至10-6大气压，并用氩充压到5毫乇。然后将靶置以800伏偏压，射频靶功率密度为7.0瓦/平方吋，进行15分钟的溅射。随后向溅射组件引入氧，使其占氩的体积的0.5%。在800伏自偏压，功率密度为7.0瓦/平方吋，电源频率为13.56兆赫的情况下，进行8分钟的反应溅射。所得薄膜的厚度为800埃，并且有标称的(Te83Sn6Ge2Si3O6)化学配比。
然后让试样经受形成处理。在形成处理中，薄膜用钇铝石榴石激光器熔化2到5次，脉冲持续时间为15毫微秒，能量密度为每平方厘米30-40毫焦耳，以形成一个稳定的相分离结构，形成前后晶化温度和熔化温度的变化示于图6中。在图7中显示了晶化温度的移动与透射率的关系。
然后对一块直径为1微米的面积上的晶粒。进行样品试样的晶化-玻璃化寿命试验。采用了三极管激光器。对于晶化，功率密度为2-8毫瓦/微米2，脉冲持续时间为1-5微秒;对于玻璃化，功率密度为5-50毫瓦/微米2，脉冲持续时间为50-200毫微秒。形成以后，有序(相对)反射率为1.5，无序(相对)反射率为1.2，形成以后经过1000个循环，有序(相对)反射率仍为1.5，无序(相对)反射率为1.2。
尽管在叙述本发明的罗列于一些举例说明和实施方案，但并不打算用它们来限定本发明的范围，只有本说明书所附的权利要求
，才能限定本发明的范围。
权利要求
1.投射束数据存储器件，包含一种存储材料，可通过应用投射束能量，使其在两种可探测状态之间变换，上述存储材料至少包含两相，其中一相大体上是连续的，其中另一相以断续晶粒的形态弥散在大体上连续的相中，并可在两种可探测状态之间变换。
2.权利要求
1中的投射束数据存储器件，其中存储材料的弥散相可在两种可探测状态之间可逆地进行变换。
3.权利要求
1中的投射束数据存储器件，其中存储材料的弥散相可以从第一种状态设置或第二种状态。
4.权利要求
1中的投射束数据存储器件，其中存储材料的弥散相是用光能进行变换的。
5.权利要求
1中的投射束数据存储器件，其中存储材料的弥散相是用粒子束能进行变换的。
6.权利要求
1中的投射束数据存储器件，其中大体上连续的相相对来说是不可变换的。
7.权利要求
1中的投射束数据存储器件，其中大体上连续的相是难熔材料。
8.权利要求
7中的投射束数据存储器件，其中难熔材料是从包括氧化硅、氮化硅、氧化铝和氧化锗的一组材料中选取的。
9.权利要求
1中的投射束数据存储器件，其中大体上连续的相的熔化温度高于弥散可变换相的熔化温度。
10.权利要求
1中的投射束数据存储器件，其中弥散可变换相是硫族化物成分。
11.权利要求
10中的投射束数据存储器件，其中硫族化物成分包含碲。
12.权利要求
11中的投射束数据存储器件，其中硫族化物成分包含碲和一种交链剂。
13.权利要求
12中的投射束数据存储器件，其中硫族化物成分在下列两者之间能可逆地变换(a)非晶的第一碲-交链剂成份;和(b)(ⅰ)有序的碲，和(ⅱ)贫的第二碲-交链剂成分，所述有序的碲和第二碲-交链剂成分与九序的第一碲-交链剂成分的，依照晶化进行了相分离。
14.权利要求
12中的投射束数据存储器件，其中交链剂是从一组元素中选取的，这些元素包括铝(Al)、铟(In)、镓(Ga)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、硫(S)、硒(Se)和上述元素的组合。
15.权利要求
14中的投射束数据存储器件，其中交链剂包含锗。
16.权利要求
1中的投射束数据存储器件，其中硫族化物成分包含(a)一种硫族化物;(b)一种交链剂，其量足以形成一种稳定的非晶硫族化物;和(c)一种难熔的形成剂，其量足以形成大体上连续的难熔相。
17.权利要求
16中的投射束数据存储器件，其中硫族化物是碲。
18.权利要求
16中的投射束数据存储器件，其中交链剂是从一组元素中选取的，这些元素包括铝(Al)、铟(In)、镓(Ga)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、硫(S)、硒(Se)上述元素和的组合
19.权利要求
16中的投射束数据存储器件，其中交链剂包含硅。
20.权利要求
16中的投射束数据存储器件，其中难熔的形成剂是从一组元素中选取的，这些元素包括锗、铝和硅。
21.权利要求
16中的投射束数据存储器件，其中硫族化物成分包含作为硫族化物的碲，作为交链剂的锗和作为难熔的形成剂硅。
22.权利要求
21中的投射束数据存储器件，其中交链剂的原子与碲和全部交链剂的原子的比率约在1%至20%之间。
23.权利要求
21中的投射束数据存储器件，其中硫族化物成分进一步包含反射增强剂。
24.权利要求
23中的投射束数据存储器件，其中反射增强剂与碲的比率在1%至20%之间。
25.权利要求
21中的投射束数据存储器件，该投射束数据存储器件进一步包含氧。
26.权利要求
25中的投射束数据存储器件;其中(a)氧与全部碲和锗的比率在2%至20%之间;和(b)锗与全部碲和锗的比率在1%至20%之间。
27.权利要求
1中的投射束数据存储器件，其中存储材料是通过下列方法制作的，该方法包括(a)沉积状态变化材料和密封剂材料，以形成一个沉积层;和(b)大体上不可逆地将沉积层分离成大体上连续的密封剂相和以断续晶粒形态弥散在密封剂相中的状态可变相。
28.权利要求
27中的投射束数据存储器件，包含对沉积层进行晶化和玻璃化，以影响相分离。
29.权利要求
27中的投射束数据存储器件，其中状态变化材料和密封剂材料是用溅射法沉积的。
30.权利要求
29中的投射束数据存储器件，其中状态变化材料和密封剂材料是用反应溅射法沉积的。
31.权利要求
27中的投射束数据存储器件，其中状态变化材料和密封剂材料是用蒸发法沉积的。
32.权利要求
27中的投射束数据存储器件，其中状态变化材料和密封剂材料被同时沉积成大体上均匀的沉积层。
33.权利要求
27中的投射束数据存储器件，其中状态变化材料层和密封剂层是顺次沉积的。
34.权利要求
27中的投射束数据存储器件，其中(1)状态变化材料和密封剂层，及(2)密封剂层是顺次沉积的。
35.存储材料层的制作方法，用于投射束数据存储器件。该投射束数据存储器件包含一种存储材料，通过投射束能可使这种材料在两种能探测的状态之间变换，所述存储材料至少包含两相，其中一相是大体上连续的，并且相对来说是不可变换的;另一相是以断续晶粒的形态弥散在大体上连续的相中的弥散相，并且能在两种可探测状态之间变换，所述方法包括(a)沉积状态变化材料和密封剂材料，以便形成沉积层;和(b)大体上不可逆地将沉积层分离成大体上连续的密封剂相和以断续晶粒形态弥散在密封剂相中的状态可变相。
36.权利要求
35的方法，包含同时沉积状态变化材料和密封剂材料。
37.权利要求
35的方法，包含顺次沉积交替的状态变化材料层和密封剂层。
38.权利要求
35的方法，包含顺次沉积交替的(1)状态变化材料和密封剂层，和(2)密封剂层。
39.权利要求
35的方法，包含溅射状态变化材料和密封剂材料。
40.权利要求
39的方法，包含同时溅射状态变化材料和密封剂材料。
41.权利要求
39的方法，包含反应溅射状态变化材料和密封剂材料。
42.权利要求
35的方法，包含蒸发状态变化材料和密封剂材料。
43.权利要求
35的方法，包含使沉积层晶化和玻璃化，以影响相分离。
44.权利要求
35中的方法，其中存储材料的弥散相可在两种可探测状态之间可逆地变换。
45.权利要求
35中的方法，其中存储材料的弥散相可从第一种状态设置成第二种状态。
46.权利要求
35中的方法，其中存储材料的弥散相，可用光能进行变换。
47.权利要求
35中的方法，其中存储材料的弥散相可用粒于束能进行变换。
48.权利要求
35中的方法，其中大体上连续的相相对来说是不可变换的。
49.权利要求
35中的方法，其中大体上连续的相是难熔材料。
50.权利要求
49中的方法，其中难熔材料是从包括氧化硅、氧化硅、氧化铝和氧化锗的一组材料中选取的。
51.权利要求
35中的方法，其中大体上连续的相的熔化温度高于弥散的可变换相的熔化温度。
52.权利要求
35中的方法，其中弥散的可变换相是硫族化物成分。
53.权利要求
52中的方法，其中硫族化物成分包括碲。
54.权利要求
53中的方法，其中硫族化物成分包含碲和一种交链剂。
55.权利要求
52中的方法，其中硫族化物成分可在下列两者之间可逆地进行变换。(a)一种非晶的第一碲-交链剂成分;(b)有序的碲，和一种贫碲非晶的第二碲-交链剂成分，所述有序的碲和非晶的第二碲-交链剂成分，依照晶化与非晶的第一碲-交链剂成分的晶化进行了相分离。
56.权利要求
54中的方法，其中交链剂是从一组元素中选取的，上述元素包括铝(Al)、铟(In)、镓(Ga)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)，和上述元素的组合。
57.权利要求
51中的方法，其中交链剂包含锗。
58.权利要求
35中的方法，其中硫族化物成分包含(a)一种硫族化物;(b)一种交链剂，其量足以形成稳定的非晶硫族化物;和(c)一种难熔的形成剂，其量足以形成大体上连续的难熔相。
59.权利要求
58中的方法，其中硫族化物是。
60.权利要求
58中的方法，其中难熔的形成剂是从包括锗、铝和硅的一组元素中选取的。
61.权利要求
58中的方法，其中难熔的形成剂是从包括锗、铝和硅的一组元素中选取的。
62.权利要求
55中的方法，其中硫族化物成分包含作为硫族化物的碲，作为交链剂的锗，以及作为难熔的形成剂硅。
63.权利要求
62中的方法，其中锗与碲和锗的比率约在1%至20%之间。
64.权利要求
62中的方法，其中硫族化物成分进一步包含锡。
65.权利要求
64中的方法，其中与碲的比率在1%至20%之间。
66.权利要求
62中的方法进一步包含氧。
67.权利要求
66中的方法，其中(a)氧与全部碲和锗的比率在1%至20%之间，并且(b)锗与全部碲和锗的比率在1%至20%之间。
专利摘要
所发明的是一种可用投射束进行变换的数据存储器件，它包含状态可变的存储材料，该存储材料是一个多相系统，该系统包含有大体上连续的介电陶瓷相，和以断续晶粒形态存在的状态可变相。
文档编号G11B7/257GK85104646SQ85104646
公开日1986年6月10日 申请日期1985年6月15日
发明者罗萨·扬, 尤金妮亚·米蒂利尼尔 申请人:能源转换装置公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan