117 / 2023-11-17 18:59:08

锑硒相变存储薄膜的Sm掺杂改性研究

相变薄膜；热稳定性；电阻漂移；低功耗

系统研究了Sm掺杂Sb<sub>7</sub>Se<sub>3</sub>薄膜的相变行为、相结构、微观结构和电学性能。原位电阻-温度测试表明，Sm元素能够使Sb<sub>7</sub>Se<sub>3</sub>材料结晶温度、十年数据保持率和结晶活化能显著提高，具有更好的热稳定性。结晶动力学分析表明，结晶为一维生长模式，拥有超快结晶速度。光学带隙变化反映Sm掺杂能拓宽非晶薄膜的带隙能量，有利于降低阈值电流。电阻漂移测试说明Sm杂质能抑制Sb<sub>7</sub>Se<sub>3</sub>结构弛豫，大大提高信息读取的可靠性。X射线衍射、X射线光电子能谱、拉曼光谱和透射电子显微镜表明，Sm的加入延缓了结晶过程并细化了晶粒尺寸。与传统Ge<sub>2</sub>Sb<sub>2</sub>Te<sub>5</sub>材料相比，基于Sm掺杂Sb<sub>7</sub>Se<sub>3</sub>薄膜相变存储器单元表现出更快的操作速度(100 ns)和更低的功耗(3.0×10<sup>−11</sup> J)。