C掺杂Sb_(2)Te_(3)高速相变材料

作     者：陈元浩 吴良才 黄晓江 宋三年 宋志棠 CHEN Yuanhao;WU Liangcai;HUANG Xiaojiang;SONG Sannian;SONG Zhitang

作者机构：东华大学理学院上海201620 中国科学院上海微系统与信息技术研究所集成电路材料全国重点实验室上海200050 

出 版 物：《东华大学学报（自然科学版）》 (Journal of Donghua University(Natural Science))

年 卷 期：2023年第49卷第5期

页      面：33-40页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(61874151) 上海市科学技术委员会项目(19JC1416802) 

主　　题：相变材料 C-Sb_(2)Te_(3) 高热稳定性 高速相变 表面处理 

摘      要：Sb_(2)Te_(3)材料是一种具有快速相变特性的硫系化合物材料,但其热稳定性较差,高、低阻态之间的阻值差异小,不适宜制备相变存储器件。为解决Sb_(2)Te_(3)材料的高、低阻态的阻值差异小,热稳定性差的问题,提出对Sb_(2)Te_(3)材料进行碳(C)掺杂改性。试验制备了基于C掺杂Sb_(2)Te_(3)材料(C-Sb_(2)Te_(3))的高速相变存储器件,并分析了氢(H)等离子体处理加热电极对相变存储器件性能的影响。基于C-Sb_(2)Te_(3)材料制备的相变存储器件的高、低阻态阻值比达两个数量级,器件的擦写循环次数达10^(5)次;分析氢(H)等离子体处理对器件性能的影响,加热电极经过H等离子体处理的相变存储器件高、低阻态的阻值稳定。研究表明:掺杂C使得Sb_(2)Te_(3)材料的结晶温度上升、晶粒细化;使用C掺杂Sb_(2)Te_(3)材料制备相变存储器件,并进行H等离子体处理,可得到一种具有热稳定性高、阻值稳定、能多次循环擦写的高速相变存储器件。