相变存储材料Ge_1Sb_2Te_4和Ge_2Sb_2Te_5薄膜的结构和电学特性研究

摘要

采用射频磁控溅射方法制备了两种用于相变存储器的Ge1Sb2Te4和Ge2Sb2Te5相变薄膜材料,对其结构、电学输运性质和恒温下电阻随时间的变化关系进行了比较和分析.X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)的结果表明:随着退火温度的升高,Ge1Sb2Te4薄膜逐步晶化,由非晶态转变为多晶态,表面出现均匀的、高度起伏小于10nm的突起;而对于Ge2Sb2Te5薄膜样品,其结构也从非晶态向多晶态转变,但表面形貌的变化不太明显.霍尔效应测量结果表明,无论是原始淀积的还是退火的样品,Ge1Sb2Te4薄膜的载流子浓度均比Ge2Sb2Te5高三个数量级以上,由此推论:Ge1Sb2Te4较高的电导主要来自其较大的载流子浓度.利用变温探针台测量了Ge1Sb2Te4和Ge2Sb2Te5在相变前恒温条件下电阻随时间变化关系,结果表明在相同的恒温条件下Ge2Sb2Te5电阻保持时间更长,更加有利于数据的存储.