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随着科技进步，计算机、手机等电子产品速度发展，存储器作为这些产品必不可少的一部分，越来越突显重要地位。磁存储器和闪存（Flash存储器），是目前最常见的两种非易失性存储器。闪存使用传统的浮栅型存储器结构，以电荷作为数据存储手段。浮栅存储器结构在尺寸微缩上受到它本身结构特点的影响，随着尺寸的不断微缩，终将难以突破更高的集成密度。人们正在寻找一种新的存储技术，能够具有更高的容量/体积比，更高的读/写速度，更长的保持时效，更低的能耗，更低的价格，取代闪存成为下一代存储技术。研究指出，相变存储技术作为一种新型非易失性存储器，其读写速度十分可观，并且数据保持能力优秀，寿命长，功耗低，尺寸微缩性能不受电荷隧穿效应的限制，并与现有的CMOS工艺相兼容。通过对相变材料施加不同脉宽、幅值的电压脉冲对材料进行写/擦数据操作。目前用于制备相变存储器件的较为成熟的材料是三元硫系化合物Ge2Sb2Te5(GST)。但是GST具有结晶温度(Tc)、激活能(Ea)较低等缺点，GST的数据保持性能较弱。研究指出某些二元硫系化合物具有更好的相变存储性能，结构简单，存储速度快等。本研究工作选择了两种具有代表性的二元相变材料Sb2Te和GeTe4进行了研究。通过对它们进行掺杂，研究了掺杂对相变材料结构与性能的影响。 本研究主要内容包括：⑴使用磁控溅射沉积工艺制备了二元化合物Sb2Te相变薄膜材料。采用贴合靶技术在Sb2Te薄膜材料中引入了不同组分的金属钛(Ti)。经过EDS表征，得到各给组分薄膜分别为Sb2Te、Ti0.16Sb2Te、Ti0.27Sb2Te和Ti0.64Sb2Te。研究发现，随着掺入Ti含量的增加，薄膜的结晶温度(Tc)从Sb2Te的140℃逐渐提升，Ti0.16Sb2Te、Ti0.27Sb2Te、Ti0.64Sb2Te的TC分别增加到153℃、159℃、174℃。Tc的提高预示着薄膜的热稳定性变得更好，数据保持能力得到了较好的提升。同时我们对各组分薄膜的相变激活能(Ea)进行了推算。Sb2Te，Ti0.16Sb2Te、Ti0.27Sb2Te和Ti0.64Sb2Te的Ea分别为1.90 eV，2.80 eV，2.97 eV，4.01 eV。更大的Ea表明，薄膜材料在沉积态下具有更高的热稳定性，数据保持性能越好。⑵使用磁控溅射沉积工艺制备了二元化合物GeTe4相变薄膜材料。采用贴合靶技术在GeTe4薄膜材料中掺杂了不同的金属元素，包括铜(Cu)、铝(Al)、钛(Ti)。研究了GeTe4薄膜及掺杂GeTe4薄膜的存储性能。采用EDS表征了掺杂Cu的GeTe4各组分薄膜依次为GeTe4，Cu0.52GeTe4，Cu0.81GeTe4，Cu1.37GeTe4。对四种薄膜进行电阻温度依赖特性的表征，测得其TC其别为260℃，241℃，234℃，225℃。Tc逐渐下降，预示着掺入Cu后，薄膜的热稳定性降低，数据保持性能变弱。使用同样的工艺，在GeTe4薄膜掺入Al。使用EDS表征了薄膜材料分别为GeTe4，Al0.19GeTe4，Al0.33GeTe4，Al0.64GeTe4。它们的TC分别为260℃，256℃，257℃，240℃。当Al的掺杂含量不大时，GeTe4薄膜的Tc变化不大，而掺入较多的Al会使GeTe4薄膜Tc下降。结果表明，掺入Cu和Al，对GeTe4薄膜相变特性改善意义不大。使用贴合靶工艺，通过磁控溅射制备了掺杂Ti的GeTe4薄膜，经过EDS表征，其组分为Ti0.03GeTe4。GeTe4，Ti0.03GeTe4薄膜的Tc分别为260℃，295℃。掺入Ti后GeTe4薄膜热稳定性提升，数据保持能力得到改善，但是掺入Ti后GeTe4薄膜沉积态电阻(RA)下降，结晶态电阻(RC)增加，薄膜的开关阻态差异缩小。Ti掺杂对GeTe4薄膜有一定的改善，但是同时也使部分性能下降。