Sn掺杂对Si_(x)Sb_(100-x)相变薄膜结晶行为的影响

作     者：杜玲玲 周细应 李晓 周文华 范志君 DU Ling-ling;ZHOU Xi-ying;LI Xiao;ZHOU Wen-hua;FAN Zhi-jun

作者机构：上海工程技术大学上海201620 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2021年第50卷第9期

页      面：169-175页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

主　　题：相变薄膜 电学特性 结晶温度 十年数据保持力 结晶行为 表面形貌 

摘      要：目的通过掺杂不同含量的Sn,提升Si_(x)Sb_(100-x)相变薄膜的结晶温度、热稳定性和相转变速度,得到一种环境友好型无Te相变薄膜材料。方法利用三靶磁控共溅射的方式制备掺Sn的Si_(x)Sb_(100-x)相变薄膜,并采用真空四探针测试系统,得到电阻-温度数据以及不同升温速率下的电阻数据,从而通过Kissinger和Arrhenius公式计算出结晶激活能和十年数据保持力。分别使用EDS、XRD、AFM对相变薄膜的成分、结构、表面形貌进行分析。结果Sn掺杂为2%(原子数分数)时,结晶温度由199℃增至219℃,结晶激活能由3.879 eV增至4.390 eV,十年数据保持力由122℃增至144℃,具有良好的晶态/非晶态热稳定性;晶粒尺寸减小至20 nm,产生了更多的晶界,这有助于增强电子散射,从而产生更高的电阻。Sn掺杂使薄膜的结晶机制由形核型为主转化为生长型为主,有利于提高其相转变速度。结论少量Sn掺杂的Si_(x)Sb_(100-x)相变薄膜具有较高的结晶温度、较大的结晶激活能、更高的电阻和良好的十年数据保持力;过量的Sn掺杂使Si_(x)Sb_(100-x)相变薄膜晶粒尺寸变大,不利于薄膜性能的优化。