锑碲基相变材料虽然具有高结晶速度和低结晶温度等优点,但由于低阻态电阻过低,容易导致复位(reset)电压过高,且热稳定性较差,无法直接用于制备相变存储器件。掺杂是解决这一问题的重要途径之一。本研究尝试使用脉冲激光沉积法(PLD)制备锑碲基相变材料。薄膜的组分与靶材组分一致程度高,可通过控制靶材的组分方便地控制薄膜的组分。本论文不仅通过控制自制靶材的Sb、Te组分比制备出Sb、Te原子比例不同的Sb2Te3(ST)、Sb2Te和Sb80Te20薄膜,还通过在自制靶材中分别掺入10wt%、20wt%、30wt%和40wt%铜粉,制备出了铜掺入量不同的16.1at%Cu-ST、32.Oat%Cu-ST、48.5at%Cu-ST、57at%Cu-ST薄膜。另外,本研究还通过控制薄膜生长时的氮气偏压可有效控制薄膜中的N含量通,制备了含氮量从4.66at%到11.09at%的N-ST薄膜。原子力显微镜(AFM)的测试表明,脉冲激光法制备的不同厚度的生成态锑碲基薄膜和N-ST薄膜的表面粗糙度均在1nm以下,较为平整。本研究还通过改变沉积时间和激光能量制备厚度分别为30nm、55nm、70nm、80nm、100nm、110nm、130nm、155nm的ST薄膜。发现较厚的薄膜晶化温度较高,置位(set)电压较高,但400。C退火后晶粒尺寸也较大,结晶速度较快。研究发现,与ST薄膜相比,Sb含量较高的Sb2Te、Sb80Te20薄膜结晶温度较高,且结晶后薄膜的结晶度较低,结晶后薄膜的均匀性较差。氮掺杂有效地抑制了Sb2Te3晶粒的生长速度,提高了薄膜的晶化温度,降低了薄膜的结晶度。因此,氮元素的掺入可有效提高薄膜的晶态电阻,降低复位功耗。掺N约6at%,即在氮气偏压为5Pa或6Pa气氛下制备的N-ST薄膜,置位与复位电压适中,循环性能较好,具有较好的综合性能。适量的Cu掺杂可促进Sb2Te3晶粒的生长,提高晶粒尺寸与薄膜的结晶度,但过量的Cu掺杂会使结晶温度显著升高,且制成的相变存储器器件的置位速度变慢。虽然Cu掺杂量较大时,薄膜的低阻态电阻率较纯ST薄膜的低阻态电阻率有显著地提高,但仍旧过低,薄膜难以从低阻态回到高阻态。