相变存储材料的研究现状及未来发展趋势

来源期刊：材料保护2020年第9期

论文作者：宋志昊 张昆华 闻明 郭俊梅 陈家林 谭志龙

文章页码：21099 - 21104

关键词：相变存储器;相变存储材料;相变机理;掺杂;

摘    要：作为一种新型存储技术,相变存储技术表现出非易失性、读写速度快、使用寿命长以及与现有半导体技术兼容性好等优点,自进入人们视野以来,便引起了众多研究者的关注,尤其在近10年发展飞速。学者们也在不断探索相变存储材料的相变原理,目前已有的如伞状跳跃理论、多元环理论、共振键理论等可从一定角度解释相变存储材料的相变机理。此外,研究者们还建立了理论模型,这将极有利于新型相变存储材料的开发。相变存储材料存在结晶速度慢、结晶温度低、热稳定性差以及操作电压高等缺点,目前常用的改性方法为在原材料基础上通过掺杂非金属元素或金属元素,使其结晶速度、电阻率、热稳定性、晶粒尺寸、操作电压以及使用寿命等得到优化。如近几年开发的Ti-Sb-Te及Sc-Sb-Te新型相变存储材料,其在结晶温度、结晶速度以及热稳定性等多个方面的性能均有所提升,有望成为相变存储器的候选材料。目前,相变存储材料的制备方法主要有磁控溅射法,该方法沉积速度快,且制得的薄膜纯度高。然而,学者们目前尚未对相变存储材料的相变机理形成统一定论,相变存储材料性能较差,无法满足产业化要求,仍需进行深入研究。本文围绕相变存储材料的发展,综述了相变存储材料的相变机理、掺杂改性、制备方法、表征手段及产业化进展等方面的研究工作,深入分析了相变存储材料相变的机理以及掺杂机制。未来相变存储材料的研究模式将转变为设计、开发、优化的方式,这将进一步缩短相变存储材料的研究周期。