相变材料是相变存储器研究中的核心问题。目前,研究较为广泛的相变材料体系主要是SbTe,但是该材料体系非晶态热稳定性存在局限导致其应用受限。掺杂被证明是一种有效的改性手段,因此,本文通过向SbTe材料中掺杂Cr元素改善其非晶热稳定性及其他性能对新型相变材料的研究十分有必要,正是基于这样的背景下,使得本论文具有重要的研究意义。本文研究内容主要包括以下两个部分:1、Cr-SbTe相变薄膜的制备与优化:采用磁控溅射的方法制备了Cr-SbTe相变薄膜,对其溅射功率、工作压强、Cr元素掺杂浓度进行了优化;通过台阶仪、SEM、AFM、XPS、XRD、B1500半导体参数分析仪等多种表征手段对薄膜的生长速率、表面形貌、薄膜组分、薄膜晶态与非晶态电阻、结晶取向、相变点温度、成键情况进行了分析。优化得到最佳生长条件:溅射功率为50 W、工作压强为0.2Pa、Cr掺杂浓度为7.4 at.%。XRD和AFM结果表明Cr掺杂能有效降低晶粒尺寸,细化的晶粒对薄膜表面粗糙度的降低及相变体积变化的减小都有所贡献;XPS分析表明,Cr易于与Sb、Te成键,有效防止了相变材料的氧化,对提高相变材料非晶热稳定性有重要意义。2、基于Cr-SbTe相变单元的构建及其电学性能的测试:构建了Al/W/Cr_xSbTe/Pt（X=0、3.59、7.4、10.73 at.%）相变单元和Al（Pt/Ti）/W/Cr_7.4SbTe/Pt结构的相变单元,对其进行了直流扫描测试、窗口测试、相变器件一致性统计、开关比统计。测试表明,随着Cr掺杂浓度的提升,制备的相变单元直流扫描阈值电流随之增大,非晶态电阻阻值增大,这与掺杂材料热稳定性的提升相关,脉冲测试表明器件具有快速相变的应用潜力;当Cr掺杂浓度为7.4时,制备得到的相变单元开关比最大可到10⁵数量级,非晶态阻值高达10⁷Ω;得到导热性低的电极材料对降低相变存储单元的功耗有显著作用,但是延展性差的材料（Pt、Ti）作为相变单元的下电极材料易因为与加热电极不匹配造成器件的失效。本文研究的Cr-SbTe相变材料有望用于制备快速相变存储器,对相变材料体系的丰富提供了指导性的意义。