[发明专利]低功耗抗疲劳的相变存储单元及制备方法

权利要求书

1.一种低功耗抗疲劳的相变存储单元，其特征在于，包括：

半导体衬底；

位于所述半导体衬底之上的下电极；

位于所述下电极之上的绝缘层，所述绝缘层中开设有通孔；

位于所述通孔内的介质材料过渡层，所述介质材料过渡层与所述下电极接触；

位于所述介质材料过渡层之上的复合相变材料层，所述复合相变材料层位于所述通孔内；

以及位于所述复合相变材料层之上的上电极；

其中，所述介质材料过渡层采用不与所述复合相变材料层发生反应的第一介质材料，所述第一介质材料为Ta₂O₅、TiO₂、CeO₂中的一种或多种；所述复合相变材料层为相变材料和第二介质材料构成的复合材料，所述第二介质材料为SiO₂、HfO₂、Ta₂O₅、TiO₂、CeO₂中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述低功耗抗疲劳的相变存储单元，其特征在于：所述第一介质材料为TiO₂时，所述第二介质材料为HfO₂。

3.根据权利要求1所述低功耗抗疲劳的相变存储单元，其特征在于：所述第一介质材料的厚度为4-10nm。

4.根据权利要求1所述低功耗抗疲劳的相变存储单元，其特征在于：所述复合相变材料层中相变材料与第二介质材料分散均匀。

5.一种权利要求1所述低功耗抗疲劳的相变存储单元的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)在半导体衬底上依次制备下电极层和绝缘层，并在所述绝缘层上刻蚀出需要形成复合相变材料层的区域；

2)在所述需要形成复合相变材料层的区域先形成一层介质材料过渡层，所述介质材料过渡层采用不与所述复合相变材料层发生反应的第一介质材料，该第一介质材料为Ta₂O₅、TiO₂、CeO₂中的一种或多种；

3)在所述介质材料过渡层表面形成复合相变材料层，所述复合相变材料层为相变材料和第二介质材料构成的复合材料，所述第二介质材料为SiO₂、HfO₂、Ta₂O₅、TiO₂、CeO₂中的一种或多种；

4)在所述复合相变材料层表面制作上电极。

6.根据权利要求5所述低功耗抗疲劳的相变存储单元的制备方法，其特征在于：所述第一介质材料为TiO₂时，所述第二介质材料为HfO₂。

7.根据权利要求5所述低功耗抗疲劳的相变存储单元的制备方法，其特征在于：使所述复合相变材料层中的相变材料和第二介质材料分散均匀。

8.根据权利要求5所述低功耗抗疲劳的相变存储单元的制备方法，其特征在于：所述介质材料过渡层与复合相变材料层的形成方法均可选自溅射法、化学气相沉积法、激光脉冲沉积法、溶胶-凝胶法、离子注入法中的一种。