ge2sb2te5相变薄膜的结构及结晶温度研究 study on structure and crystallization temperature of ge2sb2te5 phase-change film.pdfVIP

第33卷第9期 吉 林 化 工 学 院 学 报 V01．33No．9 OF INS删TEOFCHEMICALTECHNOLOGY 2016年9月 JOURNALJILIN Sep．2016 文章编号：1007．2853(2016)09-0041—04 Ge2Sb2Te5相变薄膜的结构及结晶温度研究 刘巧丽1”，刘军伟1”，孟繁强h，王璐h，李廷取1 (1．吉林化工学院材料科学与工程学院，吉林吉林132022；2．吉林化工学院材料科学与工程研究中心，吉林吉林 132022) 摘要：利用射频磁控溅射法在室温下沉积了GST相变薄膜，利用XRD、AFM对其结构进行表征，原位 XRD及DSC测试确定其结晶温度．(原位)XRD测试表明，室温下沉积的GST薄膜为非晶态，且在室温一 375℃温度范围内，样品经历了非晶态一立方晶态一六方晶态相转变；通过原位XRD和DSC测试确定 oC． 的GST薄膜的结晶温度一致，为～150 关键词：相变材料；Ge2Sb2Te5；结构；DSC；结晶温度 中图分类号：0614．23 文献标志码：A DOI：10．16039／j．cnki．cn22—1249．2016．09．011 相变存储器作为一种新型的非易失性半导体 表1 GST薄膜制备条件 存储器，因其具有读取速度快、可擦写次数高、非 破坏性读取、器件尺寸小和功耗低等性能，被认为 具有同时替代内存和闪存的潜力，其发展前景广 阔，是学术界和工业届研究开发的热点¨‘21．相变 材料作为相变存储器的核心功能材料，种类诸多， 如一元Sb基和Te基，二元GeTe基、GeSb基和 SbTe基，三元GeSbTe基等．在这些材料体系中， Ge—Sb—Te系列合金是目前公认的研究最多、最为 成熟的相变材料，尤以综合性能最优的Ge：sb：Te， 基片经丙酮、酒精和去离子水分别超声清洗 (GST)为主‘3|． 20min，用氮气枪吹干备用．工作气体采用 相变材料性能的优劣直接关系到相变存储器 99．999％的高纯Ar，薄膜制备过程中，通过调节闸 器件特性的好坏，其中，结晶温度是评价相变材料 板阀来改变真空腔室的工作压强． VeecoDektak 性能的重要指标之一，它决定了器件的数据保持 采用德国Bruker 150型探针式 能力．本文利用射频磁控溅射法在室温下沉积 表面轮廓仪对薄膜厚度进行测试，测量距离和测 mm和30 量时间分别为5 s．利用德国Bruker GST薄膜，利用(原位)XRD、AFM、DSC测试对其 D8 晶体结构、三维形貌及结晶温度进行研究． tools型x射线衍射仪对薄膜样品进行结构测 试，该设备以CuKct为射线源，扫描范围为20。～ 1实验部分 60。，扫描步宽0．02。，扫描速度4。／min，管电压和 管电流分别为40kV和40mA．利用本原纳米 CSPM 磁控溅射法是制备薄膜材料的常用方法之 5000型原子力显微镜对薄膜进行三维形