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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 13/2020

04.06.2020

Thermally stable tungsten and titanium doped antimony tellurium films for phase change memory application

verfasst von: Lin Li, Sannian Song, Yuan Xue, Xin Chen, Jin Zhao, Jiabin Shen, Zhitang Song

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 13/2020

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Abstract

Sb2Te3 alloy, as one of the representative phase change base materials, is largely limited by its low thermal stability in the practical application. Here, both tungsten and titanium are used to improve the thermal stability of materials. After co-doping, the crystallization temperature is significantly increased, and the increment will be leveled up if more tungsten content was doped in the W–Ti–(Sb2Te3). Specifically, the amorphous-to-metastable FCC phase transition temperature is about 120 °C for pure Sb2Te3, approximately 230 °C for W0.03Ti0.045–(Sb2Te3)0.925, and around 304 °C for W0.07Ti0.045–(Sb2Te3)0.885, respectively. Beyond that, the second FCC-to-hexagonal phase transition temperature is also improved due to the addition of tungsten atoms, as obtained from the XRD analysis result. As observed in the bright images of W0.03Ti0.045–(Sb2Te3)0.925, tungsten dopant can refine the crystalline grains effectively further, by utilizing transmission electron microscope. In the final, electrical characterization of phase change memory devices proves W0.03Ti0.045–(Sb2Te3)0.925 owns excellent operation properties, such as higher-speed reversible write/erase, and better resistance stability of both high and low states, compared with the widely used Ge2Sb2Te5 phase change material.

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Metadaten
Titel
Thermally stable tungsten and titanium doped antimony tellurium films for phase change memory application
verfasst von
Lin Li
Sannian Song
Yuan Xue
Xin Chen
Jin Zhao
Jiabin Shen
Zhitang Song
Publikationsdatum
04.06.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 13/2020
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-020-03642-x

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