信息为人类物质文明建设奠定了基础,存储器作为保存信息的媒介,在生活中发挥着越来越重要的作用。相变存储器作为其中的佼佼者,有着非易失性、擦写速度快、循环能力强等优点,在存储领域拥有巨大的潜力。成核主导结晶的相变材料SET速度较慢,Sb2Te3作为生长主导结晶的相变材料,SET速度较快,但晶化温度低,非晶稳定性较差。本文提出一种稳定二元化合物TiTe2掺杂Sb2Te3相变存储单元,在不牺牲SET速度的前提下提升Sb2Te3的非晶稳定性,甚至能进一步提高其SET速度。研究发现,掺杂TiTe2还可以有效降低Sb2Te3相变存储单元的RESET功耗并且能抑制电阻漂移。本文采用磁控溅射工艺制备TiTe2掺杂Sb2Te3相变薄膜材料,利用能量色散谱确定掺杂TiTe2的比例。利用原子力显微镜测量薄膜厚度,得出沉积速率并对其表面形貌进行观测。利用X射线衍射进行物相分析并通过透射电子显微镜观察晶粒尺寸。结果表明TiTe2掺杂Sb2Te3相变薄膜材料中Sb2Te3和TiTe2分别结晶,掺杂TiTe2可以减小晶态材料的表面粗糙程度并且减小晶粒尺寸。从温度特性上分析,掺杂TiTe2可以提升Sb2Te3相变薄膜材料的晶化温度以及十年数据保持温度。本文利用磁控溅射、电子束光刻、紫外光刻等工艺制备小孔结构TiTe2掺杂Sb2Te3相变存储单元。选取掺杂比例相差较大的两组与纯Sb2Te3相变存储单元进行比较。分别对相变存储单元的I-V特性、RESET功耗、SET速度、电阻漂移系数进行测试。结果表明掺杂TiTe2可以有效提升Sb2Te3相变存储单元的非晶稳定性,进一步提高其SET速度,降低其功耗,抑制电阻漂移。为了进一步探究TiTe2掺杂Sb2Te3相变存储单元性能提升的原因,本文进行了热仿真,阐明了其低功耗机理。