Ge2Sb2Te5相变存储器导电机制研究

本文研究了Ge2 Sb2 Te5相变存储器的导电机制.本文考虑了实验中观察到的场致激活能的非线性下降以及结晶化后跳跃间距变大带来的影响,提出了一种有效导带底偏移模型,并在此基础上建立了修正的电流模型.计算结果表明,激活能随电压增加呈双曲余切的下降趋势,符合测量结果.该模型还包含了温度效应,结果表明跳跃间距与温度成反比....     

基于Sn掺杂Ge2Sb2Te5的相变存储器器件单元存储性能

采用0.18μm标准工艺制备出基于Sn掺杂Ge2Sb2Te5相变材料的相变存储器器件单元,利用自行设计搭建的电学测试系统研究了其存储性能.结果表明:Sn的掺杂没有改变Ge2Sb2Te5的相变特性,其相变阚值电压和阈值电流分别为1.6V和25μA;实现了器件单元的非晶态(高阻)与晶态(低阻)之间的可逆相变过程;器件单元中相变材料结晶所需电流最低为1.78mA(电流宽度固定为100ns)、结晶时间大于80ns(电流高度固定为3mA);相变材料非晶化脉冲电流宽度为30ns时,所需电流大于3.3mA;与Ge2Sb2Te5相比,Sn的掺杂降低了SET操作的脉冲电流宽度,提高了结晶速度,有利于提高相变存储器的存储速度.     

溅射功率对Ca2Si薄膜性质的影响

采用射频磁控溅射技术在Si（100）衬底上沉积了si-ca-si薄膜，并在高真空条件下对样品进行退火处理，直接生成立方相Ca2Si薄膜。研究了不同溅射功率对薄膜的晶体结构、表面（断面）形貌的影响，并对其光学性质进行了测试分析。结果表明：Ca2Si薄膜为立方结构且具有沿（111）向择优生长的特性，当溅射功率为120W时，Ca2Si薄膜变的均匀、致密，在400-800nm波长范围内，溅射功率对折射率n和吸收系数k的影响较小。     

激光致溅射沉积Ge2Sb2Te5薄膜的结晶行为研究

利用XRD研究了激光致溅射沉积Ge2Sb2Te5薄膜的结晶行为，研究发现，与热致相变不同的是，激光致相变只发生从非晶态到FCC晶态结构的转变，从FCC与HCP的结构转变不再发生，这有利于提高相变光盘的信噪比。Ge2Sb2Te5薄膜的结晶程度受初始化功率和转速的影响。     

溅射Ar+能量对离子束溅射制备Ge薄膜结晶性的影响

采用离子束溅射技术在不同Ar 能量下溅射Ge单层膜.用Raman光谱和AFM图谱对薄膜进行表征,得到Ge薄膜结晶性和晶粒大小随Ar 能量变化的波动性关系.在0.6keV的Ar 能量下,得到晶粒较小的Ge晶化薄膜,0.8keV能量下,Ge薄膜为非晶结构,1.0keV能量下,得到晶粒较大的Ge晶化薄膜.通过对沉积原子数与沉积原子能量的分析,解释了这一波动性变化.     

激光辐照引起Ge2Sb2Te5非晶态薄膜的电/光性质变化

研究了激光辐照引起Ge₂Sb₂Te₅非晶态薄膜的电/光性质变化, 当激光功率为580mW时薄膜的方块电阻有四个数量级(10⁷～10³Ω/□)的突变; 对电阻发生突变前、中、后的三个样品进行了XRD测试, 结果表明, 随着激光功率的增大,薄膜由非晶态向晶态转变,用椭偏仪测试了结构转变前、中、后三个样品的光学常数, 在可见光范围内薄膜的光学常数在波长相同情况下有: n_非晶态>n_中间态>n_晶态, k_晶态>k_中间态>k_非晶态, α_晶态>α_中间态>α_非晶态, 结合电阻变化曲线和XRD图谱讨论了激光辐照Ge₂Sb₂Te₅非晶态薄膜的电/光性质变化同激光功率和结构转变之间的关系.     

制备条件对Bi2Te3和Bi0.5Sb1.5Te3材料热电性能的影响

采用水热法制备Bi2Te3/Sb2Te3纳米粉体并热压制备块体热电材料.用X射线衍射分析产物的相结构和成分,扫描显微镜与透射电镜观察产物的形貌.测量试样从室温到700K的塞贝克系数与电导率.实验结果表明,使用水热法制备了Bi2Te3与Sb2Te3纳米粉体,经热压后部分氧化.热压温度对于块体试样热电性能影响显著.     

溅射功率对TiO2薄膜结构与特性的影响

采用射频磁控溅射法,在室温和不同功率条件下,在soda-lime玻璃衬底上成功制备出TiO2薄膜。运用X射线衍射(XRD)仪、能谱仪、拉曼(Raman)光谱仪、PL光谱、紫外—可见(UV-VIS)分光光度计等对样品进行了表征分析。分析结果表明:当溅射功率小于100 W时,在soda-lime玻璃衬底上制备的TiO2薄膜为无定形结构。当溅射功率大于等于150 W时,所得TiO2薄膜中出现锐钛矿结构。在本实验中,随溅射功率的增加,TiO2薄膜的结晶越好,晶粒的粒径不断增大且沿(101)取向生长。当在氧气气氛中500℃退火2 h后,制备的TiO2薄膜中锐钛矿相晶粒尺寸增加了17%。在本实验条件下,随着溅射功率的增加,薄膜厚度明显增加,薄膜厚度与溅射功率基本成线性关系。通过光催化降解实验得出,所得到的纳米TiO2薄膜对亚甲基兰溶液具有较强的降解能力。     

直流磁控溅射功率对溅射生长GZO薄膜光电性能的影响

本文采用直流磁控溅射沉积系统在玻璃基底上沉积镓掺杂氧化锌(GZO)薄膜,将溅射功率从120W调整到240W,步长为30W,研究功率变化对GZO薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性能和电学性能的影响。结果表明,溅射功率对GZO薄膜电阻率有显著的影响。溅射功率为210W时薄膜呈现最低电阻率为3.31×10~(-4)Ω·cm,可见光波段平均光学透光率接近84%。随着溅射功率的增加,薄膜表面形貌和生长形态发生较大变化,并直接得到具有一定凸凹不平的微结构,GZO薄膜的致密性先增加后降低。     

溅射功率对TiO2薄膜形貌和光催化性能的影响

采用磁控溅射技术在不同溅射功率下制备了系列TiO2薄膜,并对薄膜的晶体质量、表面形貌、紫外-可见光吸收性能以及光催化性能进行了详细表征和对比。结果发现,随溅射功率增大,薄膜的结晶性能变好且内应力得到释放,薄膜表面晶体颗粒增大且表面积增加,紫外-可见吸收带边向长波长方向移动,这些因素的综合作用有利于提高薄膜的光催化性能。     

激光致溅射沉积Ge2Sb2Te5薄膜的结晶行为研究

利用ＸＲＤ研究了激光致溅射沉积Ｇｅ_２Ｓｂ_２Ｔｅ_５薄膜的结晶行为;研究发现,与热致相变不同的是,激光致相变只发生从非晶态到ＦＣＣ晶态结构的转变,从ＦＣＣ到ＨＣＰ的结构转变不再发生,这有利于提高相变光盘的信噪比．Ｇｅ_２Ｓｂ_２Ｔｅ_５薄膜的结晶程度受初始化功率和转速的影响．     

聚焦脉冲激光作用下Ge2Sb2Te5薄膜晶化过程及机理

采用聚焦脉冲激光研究了Ge₂Sb₂Te₅薄膜在沉积和激光淬火两种非晶态下反射率与激光脉冲宽度变化的关系,发现沉积态的Ge₂Sb₂Te₅薄膜在晶化触发阶段内的反射率随激光脉冲宽度增加而减小,经过激光淬火的非晶态Ge₂Sb₂Te₅薄膜在晶化触发阶段内的反射率随激光脉冲宽度增加而变化平缓.本文借用气-液体系中过饱和度分析液滴形成的原理,从统计物理学角度详细研究了两种非晶态Ge₂Sb₂Te₅薄膜在脉冲激光作用下的晶化过程及机理,结果表明,当Ge₂Sb₂Te₅的非晶态程度处于未饱和或饱和状态时不形成晶核;当Ge₂Sb₂Te₅的非晶态程度处于过饱和状态时,此时的Ge₂Sb₂Te₅为亚稳态,可能形成大小不等的晶核,但只有半径大于临界晶核尺寸时才可能长大成晶粒.而应力降低晶化能垒,增加非晶态Ge₂Sb₂Te₅的过饱和度是导致沉积态与激光淬火态的Ge₂Sb₂Te₅薄膜在晶化触发阶段内反射率随激光脉冲宽度变化规律不一致的根本原因,并据此解释了Ge₂Sb₂Te₅薄膜在这两种状态下的反射率随激光脉冲宽度的变化特点及规律.     

Study of Ge2Sb2Te5 Film for Nonvolatile Memory Medium

The amorphous Ge2Sb2Te5 film with stoichiometric compositions was deposited by co-sputtering of separate Ge, Sb, and Te targets on SiO2/Si (100) wafer in ultrahigh vacuum magnetron sputtering apparatus. The crystallization behavior of amorphous Ge2Sb2Te5 film was investigated by X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and differential scanning calorimetry (DSC). With an increase of annealing temperature, the amorphous Ge2Sb2Te5 film undergoes a two-step crystallization process that it first crystallizes in face-centered-cubic (fcc) crystal structure and finally fcc structure changes to hexagonal (hex) structure. Activation energy values of 3.636±0.137 and 1.579±0.005 eV correspond to the crystallization and structural transformation processes, respectively. From annealing temperature dependence of the film resistivity, it is determined that the first steep decrease of the resistivity corresponds to crystallization while the second one is primarily caused by structural transformation from     

磁控溅射MoS2/Sb2O3复合膜的润滑失效分析

磁控溅射法制备了MoS2 /Sb2 O3 固体润滑复合膜 ,用CSEM摩擦试验机、CSEM纳米划痕仪和PHI- 5 70 2XPS/AES多功能电子能谱仪 ,考察了其摩擦磨损性能、抗损伤性能和抗氧化性能 ,侧重分析了薄膜失效的原因 ,探讨了该固体润滑复合膜润滑失效的微观机理     

工艺参数对AgInSbTe薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射工艺,在 Ｋｇ玻璃基片上用 Ａｇ－Ｉｎ－Ｓｂ－Ｔｅ合金靶制备了 Ａｇ_δＩｎ＿（１４）Ｓｂ＿（５５）Ｔｅ＿（２３） 相变薄膜,将沉积态薄膜在３００℃进行了热处理．测量了薄膜的光学性质和静态存储性能,研究了 溅射气压和功率对薄膜光学性质和静态存储性能的影响．结果表明,适当的溅射气压和溅射功率可使 Ａｇ_δＩｎ＿（１４）Ｓｂ＿（５５）Ｔｅ＿（２３）相变薄膜具有较大的反射率对比度,从而提高其存储性能．     

Effect of Initialization Technical Parameters on Optical Absorption of Ge2Sb2Te5 Thin Films

The optical absorption properties of phase-change optical recording thin films subjected to various initialization conditions were investigated. The effects of initialization power and velocity on optical constants of the Ge2Sb2Te5 thin films were also studied. The energy gap of Ge2Sb2Te5 thin films subjected to various initialization conditions was also obtained. It was found that the optical energy gap of the Ge2Sb2Te5 thin films increased with either increasing initialization laser power or decreasing initialization velocity, with peak of 0.908 eV at laser power of 1000 mW or initialization velocity of 4.0 m/s, but the continued increasing initialization laser power or decreasing initialization velocity resulted in the decrease of the optical energy gap. The change of the optical energy gap was discussed on the basis of amorphous crystalline transformation.     

磁控溅射防锈MoS2薄膜沉积工艺研究

介绍了磁控溅射制备防锈MoS2薄膜的沉积工艺,同时对影响膜层性能的几个因素进行了初步的探讨,并且制备了防锈性能优良的MoS2薄膜样品。     

多种基底上溅射沉积ZnO薄膜的结构

在玻璃基底和四种硅基底上用反应式直流磁控溅射法制备了ＺｎＯ薄膜。用ＡＥＳ和ＸＲＤ对薄膜结构和组分进行测试,结果表明,五种基底上生长的ＺｎＯ薄膜在不同程度上都具有优良的纵均匀性、明显的ｃ轴择优取向和较高的结晶度,而硅基底上薄膜的结构普遍优于玻璃基底上沉积的薄膜。     

制备参数对磁控溅射CoSi2薄膜织构的影响

采用射频磁控溅射法溅射CoSi2合金靶材制备CoSi2薄膜,研究了制备参数对薄膜织构的影响。结果表明,CoSi2薄膜中存在(111)或(220)织构。织构的形成受溅射参数的影响。溅射功率越大,溅射气压越低,(111)织构越强烈。当基底温度增加时,织构经历了先增强后减弱的过程。     

射频磁控溅射制备SiO_2膜

利用石英靶射频磁控溅射制备SiO2膜的工艺，采用L型阻抗匹配网络，并计算得到了等离子体的等效电容及等效电导。指出射频功率密度是最重要的沉积参数，靶面自偏压及SiO2膜沉积速率均随功率密度的增加而线性增加。溅射气压及氧分压对自偏压的影响较小，但两者的增加将导致SiO2沉积速率的降低。制备了可见光区透光性良好，折射率为1．46，沉积速率为35nm／min的SiO2膜。