Sb-Te基薄膜的摻雜改性及其可逆相變特性研究.pdf

1、相變材料作為可重復(fù)擦寫(xiě)相變存儲(chǔ)器和相變光盤(pán)的信息存儲(chǔ)介質(zhì)，由于其相變速度快、功耗低、密度高等優(yōu)點(diǎn)，在新一代非易失性存儲(chǔ)技術(shù)中得到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。Ge2Sb2Te5(GST)材料是目前應(yīng)用最廣泛的相變材料之一，但其在操作速度和熱穩(wěn)定性等方面的還存在一些問(wèn)題。Sb-Te系列材料是相變材料體系中的一個(gè)重要材料體系，其結(jié)晶速率比GST快，熔點(diǎn)比GST低，近年來(lái)受到科研工作者的廣泛關(guān)注。但是Sb-Te材料體系的結(jié)晶溫度較低，不能長(zhǎng)時(shí)間保存數(shù)據(jù)

2、。本文針對(duì)二元Sb-Te材料體系的熱穩(wěn)定性等問(wèn)題，利用摻雜改性的方式來(lái)提高其性能，同時(shí)保持較快的相變速度。通過(guò)研究，本論文取得的研究結(jié)果主要有：
　　1.Sb2Te材料的摻雜改性研究。主要研究了具有較高熱穩(wěn)定性的SiX-Sb2Te(X為O,N,C)材料。SiX的引入，有效的抑制了 Sb2Te材料的結(jié)晶，使材料的晶粒更加細(xì)化，提高熱穩(wěn)定性。同時(shí)基于SiX-Sb2Te材料的器件單元可在10 ns下實(shí)現(xiàn)擦、寫(xiě)操作，高低阻值差值接近兩個(gè)數(shù)

3、量級(jí)。
　　1）Sb2Te–SiO2材料的結(jié)晶溫度能達(dá)到200℃以上，十年保持溫度在130℃左右，提高了Sb2Te材料的非晶態(tài)熱穩(wěn)定性。基于Sb2Te–SiO2材料的PCM,SET/RESET操作速度最快可達(dá)10 ns，說(shuō)明Sb2Te–SiO2材料依然具有Sb2Te材料相變速度快的特點(diǎn)。
　　2）Sb2Te–SiNx材料的結(jié)晶溫度能達(dá)到220℃以上，十年保持溫度在140℃左右。同時(shí)，基于Sb2Te–SiNx材料的PCM能在8

4、ns完成SET/RESET,具有相變速度快的特點(diǎn)。
　　3）Sb2Te–SiC材料的結(jié)晶溫度能達(dá)到250℃以上，十年保持溫度在150℃左右?；赟b2Te–SiC材料的PCM,能夠循環(huán)操作四萬(wàn)次以上。
　　2.WxSb3Te材料研究。在WST材料中，摻入的W部分替代了Sb3Te中的Sb原子或者Te原子，抑制了原子擴(kuò)散，細(xì)化了晶粒，從而提高了光學(xué)帶隙寬度。隨著W含量的增加，此材料的結(jié)晶溫度和十年數(shù)據(jù)保持溫度都在升高，表現(xiàn)出較好