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应用于相变存储器的Cu-Ge3Sb2Te5薄膜的结构及相变特性研究

孙景阳 王东明 吕业刚 王苗 汪伊曼 沈祥 王国祥 戴世勋

应用于相变存储器的Cu-Ge3Sb2Te5薄膜的结构及相变特性研究

孙景阳, 王东明, 吕业刚, 王苗, 汪伊曼, 沈祥, 王国祥, 戴世勋
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  • 采用磁控溅射法制备了不同Cu含量的Cu-Ge3Sb2Te5薄膜, 原位测试了薄膜电阻与温度的关系, 并利用X射线衍射仪、透射电镜、透过和拉曼光谱仪分别研究了 Cu-Ge3Sb2Te5薄膜的晶体结构、微结构、禁带宽度及成键情况. 结果表明, Cu-Ge3Sb2Te5薄膜的结晶温度和结晶活化能随着Cu含量的增加而增大, Cu的加入有效改善Ge3Sb2Te5薄膜的热稳定性和10年数据保持力. 随着Cu含量的增加, 非晶态Cu-Ge3Sb2Te5薄膜的禁带宽度逐渐减小. 同时, 拉曼峰从129 cm-1向127 cm-1处移动, 这是由于Cu–Te极性键振动增强的缘故. Cu-Ge3Sb2Te5结晶为均匀、相互嵌套的六方Cu2Te和Ge2Sb2Te5相.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61306147, 61377061)、宁波市自然科学基金(批准号: 2014A610121)和宁波大学王宽城幸福基金资助的课题.
    [1]

    Perniola L, Sousa V, Fantini A, Arbaoui E, Bastard A, Armand M, Fargeix A, Jahan C, Nodin J F, Persico A, Blachier D, Toffoli A, Loubriat S, Gourvest E, Beneventi G B, Feldis H, Maitrejean S, Lhostis S, Roule A, Cueto O, Reimbold G, Poupinet L, Billon T, De Salvo B, Bensahel D, Mazoyer P, Annunziata R, Zuliani P, Boulanger F 2010 IEEE Electron Device Lett. 31 488

    [2]

    Fang L W W, Zhao R, Li M, Lim K G, Shi L, Chong T C, Yeo Y C 2010 J. Appl. Phys. 107 104506

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    Seo J H, Song K H, Lee H Y 2010 J. Appl. Phys. 108 064515

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    Wang G X, Nie Q H, Shen X, Wang R P, Wu L C, Fu J, Xu T F, Dai S X 2012 Appl. Phys. Lett. 101 051906

    [5]

    Wei S J, Zhu H F, Chen K, Xu D, Li J, Gan F X, Zhang X, Xia Y J, Li G H 2011 Appl. Phys. Lett. 98 231910

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    Gambino J, Fen C, He J 2009 Custom Integrated Circuits Conference 2009. CICC'09. IEEE 141

    [8]

    Ding K, Ren K, Rao F, Song Z, Wu L, Liu B, Feng S 2014 Mater. Lett. 125 143

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    Zheng J F, Reed J, Schell C, Czubatyj W, Sandoval R, Fournier J, Li W, Hunks W, Dennison C, Hudgens S, Lowrey T 2010 IEEE Electron Device Lett. 31 999

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    Kissinger H E 1957 Anal. Chem. 29 1702

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    Lu Y, Song S, Song Z, Liu B 2011 J. Appl. Phys. 109 064503

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    [14]

    Adler D, Henisch H K, Mott S N 1978 Reviews of Modern Physics 50 209

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    Rao F, Song Z T, Cheng Y, Xia M J, Ren K, Wu L C, Liu B, Feng S L 2012 Acta Materialia 60 323

    [16]

    Yamada N, Matsunaga T 2000 J. Appl. Phys. 88 7020

    [17]

    De Bastiani R, Carria E, Gibilisco S, Mio A, Bongiorno C, Piccinelli F, Bettinelli M, Pennisi A R, Grimaldi M G, Rimini E 2010 J. Appl. Phys. 107 113521

    [18]

    Prabukanthan P, Dhanasekaran R 2008 Mater. Res. Bull. 43 1996

    [19]

    Wu Y, Liu K, Li D, Guo Y, Pan S 2011 Appl. Surf. Sci. 258 1619

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    Perniola L, Sousa V, Fantini A, Arbaoui E, Bastard A, Armand M, Fargeix A, Jahan C, Nodin J F, Persico A, Blachier D, Toffoli A, Loubriat S, Gourvest E, Beneventi G B, Feldis H, Maitrejean S, Lhostis S, Roule A, Cueto O, Reimbold G, Poupinet L, Billon T, De Salvo B, Bensahel D, Mazoyer P, Annunziata R, Zuliani P, Boulanger F 2010 IEEE Electron Device Lett. 31 488

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    [14]

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    [15]

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    [19] 卢志鹏, 祝文军, 卢铁城, 孟川民, 徐亮, 李绪海. 高温高压下过渡金属Ru的结构相变. 物理学报, 2013, 62(17): 176402. doi: 10.7498/aps.62.176402
    [20] 邢雪, 王小飞, 张庆礼, 孙贵花, 刘文鹏, 孙敦陆, 殷绍唐. LuTaO4相变及结构. 物理学报, 2014, 63(24): 248107. doi: 10.7498/aps.63.248107
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-06-20
  • 修回日期:  2014-08-23
  • 刊出日期:  2015-01-05

应用于相变存储器的Cu-Ge3Sb2Te5薄膜的结构及相变特性研究

  • 1. 宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 315211
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61306147, 61377061)、宁波市自然科学基金(批准号: 2014A610121)和宁波大学王宽城幸福基金资助的课题.

摘要: 采用磁控溅射法制备了不同Cu含量的Cu-Ge3Sb2Te5薄膜, 原位测试了薄膜电阻与温度的关系, 并利用X射线衍射仪、透射电镜、透过和拉曼光谱仪分别研究了 Cu-Ge3Sb2Te5薄膜的晶体结构、微结构、禁带宽度及成键情况. 结果表明, Cu-Ge3Sb2Te5薄膜的结晶温度和结晶活化能随着Cu含量的增加而增大, Cu的加入有效改善Ge3Sb2Te5薄膜的热稳定性和10年数据保持力. 随着Cu含量的增加, 非晶态Cu-Ge3Sb2Te5薄膜的禁带宽度逐渐减小. 同时, 拉曼峰从129 cm-1向127 cm-1处移动, 这是由于Cu–Te极性键振动增强的缘故. Cu-Ge3Sb2Te5结晶为均匀、相互嵌套的六方Cu2Te和Ge2Sb2Te5相.

English Abstract

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