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热退火Ge-As-Te薄膜中具有双向阈值开关特性的击穿电压降低现象
摘要： 近期，硫系化合物材料展现出双向阈值开关特性，这使其更适合作为选通器件来有效抑制交叉点阵列（CPA）结构中的漏电流。但硫系化合物必须经过烧结工艺才能呈现阈值开关行为。对于CPA结构而言，该烧结工艺会对存储操作过程造成运行问题。虽然推测烧结工艺与高电流下的焦耳热效应有关，但烧结过程中材料变化的物理本质仍不明确。本研究通过将非晶Ge-As-Te薄膜夹在TiN和W层之间制备选通器件，并采用透射电子显微镜（TEM，JEOL JEM-F200）分析电烧结前后Ge-As-Te薄膜的微观结构。原始Ge-As-Te薄膜的TEM图像呈现均匀对比度，表明其化学成分分布均匀；而经电烧结处理后，由于焦耳热效应作用，薄膜出现非均匀对比度。为验证热处理对硫系薄膜烧结过程的影响，研究者通过快速热退火工艺分别以150°C和250°C对Ge-As-Te薄膜进行1分钟热退火处理，并通过研究成分稳定性考察热退火对阈值开关行为的影响。结果表明：热退火过程导致原始Ge-As-Te薄膜的均匀成分发生波动，同时阈值开关所需的烧结电压随之降低。
关键词： Ge–As–Te薄膜、硫系化合物材料、热退火、双向阈值开关、烧结工艺
更新于2025-09-23 15:21:01
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射频溅射沉积的多晶碲化锌薄膜中的奥弗辛斯基阈值开关效应
摘要： 据报道，具有低带隙的非晶相硫系化合物材料会呈现欧文斯基阈值开关（OTS）效应，这使其适用于交叉点存储阵列中的选通器件。本文研究表明，多晶结构的ZnTe薄膜同样表现出OTS行为。我们采用射频溅射法制备了近乎化学计量的ZnTe薄膜，X射线衍射分析证实其具有多晶特性。通过紫外-可见光谱透射测量估算出该薄膜的光学带隙为2.2 eV，光致发光测试表明ZnTe薄膜中存在深能级缺陷。尽管这些ZnTe薄膜具有较高带隙的多晶结构，但其I-V特性曲线仍显示出OTS特征：选择比超过10?、亚10纳秒量级的快速阈值开关时间以及高达400°C的热稳定性。ZnTe还展现出超过10?次循环的开关耐久性且阈值电压无漂移，同时保持10?的选择比。因此，我们通过使用宽带隙多晶结构的ZnTe基硫系化合物材料改善了阈值开关特性。退火实验表明该ZnTe薄膜的热预算足以满足堆叠式交叉点阵列结构要求，从而突破了以往硫系开关材料的限制。该材料作为选通器件应用于高密度交叉点存储阵列极具前景。
关键词： 晶体、双向阈值开关、选择器件、热稳定性、碲化锌
更新于2025-09-23 01:43:43