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相变存储器由于其具有高存储密度、读/写速度快、抗干扰能力强等特点被誉为下一代非易失性存储器。在相变存储器的制备过程中,需使用CMP(Chemical Mechanical Polishing)工艺去除存储结构表面多余的GeSbTe材料。因此为了促进GeSbTe相变存储器的发展,亟需对GeSbTe材料的CMP去除机理进行研究。传统研究CMP去除机理的方法为CMP实验方法,但由于多磨料不利于揭示去除机理。因此本文利用原子力显微镜探针、NaOH溶液对GeSbTe材料进行微观去除并对其机理进行探索。首先采用环境可控原子力显微镜在大气环境下对GeSbTe的微观磨损进行探索。结果表明,载荷越大GeSbTe磨损越严重并且磨损速度与磨损时间呈负相关关系;通过大气下与纯氮气下的磨损对比实验可知,在大气环境下的磨损过程由机械作用主导。通过对磨损过程的剪切应力及耗散能计算揭示了大气环境下GeSbTe磨损机理。进一步实验表明,GeSbTe出现磨损速度减缓的主要原因是磨屑的润滑作用。因此在大气环境下GeSbTe磨损经历如下阶段:1.磨损初始阶段,在该过程中磨损较为严重且伴有磨屑产生;2.磨损稳定阶段,磨屑对摩擦副接触表面起到润滑作用,使GeSbTe磨损逐渐减缓。其次,基于NaOH溶液开展了GeSbTe材料的微观磨损—腐蚀实验。由GeSbTe表面自然氧化层的腐蚀实验可知,GeSbTe表面自然氧化层在NaOH溶液(pH=11)中的腐蚀可忽略,因此其在腐蚀实验中可起到掩膜作用。大气环境下对GeSbTe先磨损后腐蚀实验表明,磨损前的机械作用对后续腐蚀有促进作用,同时磨损深度与腐蚀时间存在正相关关系。最后,为了模拟GeSbTe在CMP过程中的微观损伤(材料去除)过程,本文进行了NaOH溶液中的GeSbTe磨损实验。结果表明,GeSbTe在NaOH溶液中的微观磨损依然会产生。对比上述两种不同工况下GeSbTe表面的磨损深度可知,GeSbTe在NaOH溶液中的损伤较大气环境下轻微。进一步分析揭示,GeSbTe在NaOH溶液中的微观损伤行为受液体润滑作用及双电子层作用的影响,从而导致GeSbTe表面自然氧化层较大气环境更难破坏。由于两种工况下GeSbTe表面掩膜(即自然氧化层)的破坏程度不同,从而导致后续腐蚀产生变化。本文针对GeSbTe材料的微观磨损及腐蚀损伤行为展开了研究,并且揭示了大气环境下GeSbTe材料的微观磨损机理及腐蚀损伤规律。以上结论能够更好地理解GeSbTe相变材料在CMP中的材料去除机理。