外磁场作用下GeTe/Sb2Te3超晶格相变存储单元器件特性研究

摘要

相变存储器是被认为最有可能取代动态随机存储器(DRAM)的下一代非易失性存储设备之一，其具有存储速度快、可靠性高、使用寿命长等特点。超晶格相变存储器作为相变存储器的一种，由于其独特的结构和物理特性，受到了广泛的关注和研究。研究发现在外磁场的作用下，超晶格相变存储单元的阈值电压高于无磁场时，而且在一定的写入电压范围内，在磁场下的电阻高于无磁场时的电阻，这种现象称为GeTe/Sb2Te3超晶格的磁阻效应。 本文主要研究不同膜层结构对GeTe/Sb2Te3超晶格相变存储单元的阈值电压和磁阻变化率的影响。首先通过半导体工艺制备GeTe/Sb2Te3超晶格相变存储单元，对不同结构单元在工艺上进行优化，最终得到稳定可控的具有高电阻变化率的超晶格相变存储单元，然后改变每个周期内GeTe和Sb2Te3的厚度或者超晶格的周期，制备不同膜层结构的超晶格相变存储单元样品。然后通过B1500测试设备对制备的样品进行测试，发现不同膜层结构的样品具有不同的阈值电压；然后在测试过程中加入0.1T的外磁场，发现样品的阈值电压均有增加，而且表现出磁阻效应。超晶格的磁阻变化率随着GeTe比例的减小和Sb2Te3比例的增加先增加后减小，在GeTe∶Sb2Te3=3∶3时，磁阻变化率最大；同时超晶格的磁阻变化率随着其周期数的减小而增大。

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