Технология получения и электрофизические свойства тонких пленок материалов системы Ge-Sb-Te, предназначенных для устройств фазовой памяти

• Автор: Лазаренко, Петр Иванович
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Перспективы использования энергонезависимой фазовой памяти
1.1.1. Оценка рынка запоминающих энергонезависимых устройств
1.1.2. Память нового поколения (PCM, MRAM, FRAM, RRAM)
1.1.3. История создания фазовой памяти
1.1.4. Принцип действия РСМ: операции записи, считывания и перезаписи информации в фазовой памяти
1.2. Программируемые материалы РСМ
1.2.1. Общие свойства тонких пленок квазибинарного разреза Sb2Te3 -GeTe
1.2.2. Особенности фазовых переходов материалов квазибинарного разреза Sb2Te3 - GeTe
1.3. Электрофизические свойства тонких пленок материалов фазовой памяти.
1.3.1. Модели распределения плотности состояний в щели по подвижности и механизмы переноса носителей заряда в ХСП
1.3.1.1. Модели энергетических зон неупорядоченных полупроводников
1.3.1.2. Особенности распределения энергетических состояний в ХСП. Концепция U-минус центров
1.3.1.3. Механизмы переноса носителей заряда в ХСП
1.3.2. Вольт-амперные характеристики тонких пленок ХСП
1.3.3. Эффект переключения в ХСП
1.4. Требования к программируемым материалам РСМ-ячеек
1.5. Влияние модифицирующих примесей на свойства тонких пленок Ое28Ь2Те
1.6. Постановка задач исследования
Выводы по главе
Глава 2. ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Синтез халькогенидных полупроводников
2.2. Технология осаждения тонких пленок ХСП
2.2.1. Обоснование выбора метода напыления наноразмерных пленок ХСП
2.2.2. Вакуумно-термическое испарение
2.2.3. Магнетронное распыление
2.3. Методы и методики исследований свойств халькогенидных тонких пленок
2.3.1. Методы исследования состава и структуры
2.3.1.1. Рентгенофазовый анализ
2.3.1.2. Резерфордовское обратное рассеяние
2.3.1.3. Рентгеноспектральный микроанализ
2.3.2. Методы исследования морфологии поверхности
2.3.2.1. Растровая электронная микроскопия
2.3.2.2. Атомно-силовая микроскопия
2.3.3. Методики исследования электрофизических свойств
2.3.3.1. Технология изготовления планарных структур для измерений электрофизических характеристик
2.3.3.2. Измерение ВАХ при нагреве
2.3.3.3. Измерение ВАХ при охлаждении
2.З.З.4. Измерение термо-ЭДС
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ТОНКИХ ПЛЕНОК И ПЛАНАРНЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ МАТЕРИАЛОВ КВАЗИБИІІАРНОГО РАЗРЕЗА 8Ь2Те3 - веТе
3.1 Исследование состава и структуры
3.1.1. Рентгенофазовый анализ
3.1.2. Резерфордовское обратное рассеяние
3.1.3. Рентгеноспектральный микроанализ
3.1.3.1. РСМА пленок 08Т225, осажденных методом ВТИ
3.1.3.2. РСМА пленок 08Т225, осажденных ВЧ магнетронным напылением
3.2. Влияние термообработки на удельное сопротивление и морфологию поверхности
3.2.1. Температурные зависимости удельного сопротивления
3.2.2. Влияние термообработки на морфологию поверхности тонких пленок 08Т
3.2.2.1. АСМ анализ морфологии тонких пленок ОБТ
3.2.2.2. РЭМ анализ морфологии планарных образцов
3.3. Оптимизация тестовой планарной структуры
3.3.1. Защитный слой ТЮХ
3.3.2. Защитный слой БЮ
3.4. Электрофизические и температурные характеристики оптимизированных планарных структур тонких пленок на основе материалов квазибинарного разреза 8Ь2Те3 - ОеТе
3.5. Влияние метода напыления на свойства тонких пленок 08Т
Выводы по главе

зону. Состояния в запрещенной зоне локализованы, причем существуют критические энергии, отделяющие эти состояния от распространенных состояний в зонах. Эти критические энергии называются порогами подвижности, а область энергий между ними — щелью по подвижности [44].
а б в
Рисунок 1.12 — Модели структуры энергетических зон неупорядоченных полупроводников: а - Коэна-Фрицше-Овшинского; б - Мотта-Дэвиса (МД); в -модифицированная модель Мотта-Дэвиса
Согласно модели Мотта-Дэвиса [45] (Рисунок 1.12,6), хвосты локализованных состояний должны быть довольно узкими, распространяясь в запрещенную зону на несколько десятых электрон-вольта. Уровень Ферми закрепляется в узкой зоне компенсированных состояний вблизи середины запрещенной зоны, обязанных своим происхождением дефектам случайной сетки атомов, т.е. оборванным связям, вакансиям и т.д. [41]
Существуют и другие аналогичные модели (Рисунок 1.12,в), в которых одна зона дефектных уровней заменяется двумя или несколькими зонами, расположенными на приблизительно равных расстояниях по обе стороны от уровня Ферми.
Все перечисленные модели различным образом отражают структурные особенности неупорядоченных полупроводников, приводящие к появлению локализованных состояний в запрещенной зоне. Анализ природы этих состояний и соответствующая интерпретация экспериментальных данных основывается, как