Abstract
本研究是利用直流磁控濺鍍的方式來鍍製摻矽原子的GeSb9相變化記憶薄膜，觀察矽原子摻雜對薄膜熱性、光性、微結構及電性的影響，並評估此材料應用在PRAM記憶層的可行性。在DSC升溫速率為5 ℃/min所得之結晶溫度從原本純GeSb9膜的184.7 ℃上升到 Si 含量為 1.73 at.%的 218.6 ℃，顯示結晶溫度會隨 Si含量而增加。而結晶活化能會隨著Si濃度上升而下降，在1.73 at.% Si時達到最低的3.17 eV，跟目前研究最廣泛的GST 225(約2.88 eV)相比，對於非晶相的穩定仍有不錯的效果。在280 ℃熱處理後的試片XRD圖形顯示所有濃度(Si含量從0~1.73 at.%)都會有Sb(003)晶面的優選現象，且晶格常數會先隨Si含量而增加，但在Si含量超過0.98 at.%後，晶格常數反而下降。在ESCA分析中，Ge及Sb 元素的主要鍵結為Ge-Ge及Sb-Sb鍵結。熱處理後，在高Si濃度時Si鍵結會從Si-Si4轉換成Si-Si3?。由電性及光能隙量測結果顯示Si的摻雜相較於N、O、Te的個別摻雜，對於結晶相電阻係數和非晶相光能隙的提升有最好的效果，在約1.7 at.%摻雜下，N、O、Te、Si之摻雜/無摻雜的結晶相電阻係數比值分別為1.09、1.83、1.97、2.25；Si摻雜之光能隙值則為0.54 eV，高於更高濃度(﹥2.5 at.%)之其他元素摻雜的兩倍以上。