[发明专利]相变存储单元及其制备方法

权利要求书

1.一种相变存储单元的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括以下步骤：

1）提供一表面形成有第一介质材料层的Si衬底，自下而上依次在所述第一介质材料层上形成下电极层和第二介质材料层；

2）光刻、刻蚀部分所述第二介质材料层直至暴露所述下电极层以形成窗口；

3）在步骤2）获得的结构表面沉积相变材料以形成具有第一厚度的相变材料层；

4）去除部分位于所述下电极层上的相变材料层，以将相变材料层分割为两部分，从而为一对相变存储单元分别提供相变材料层；

5）在步骤4）获得的结构表面沉积第三介质材料层，填充满所述窗口的同时隔离步骤4）中分割为两部分的相变材料层；

6）利用化学机械抛光工艺平坦化处理步骤5）获得的结构，直至暴露所述第一介质材料层及部分相变材料层，以使所述相变材料层的横截面为两个相对的L型；

7）形成覆盖于所述被暴露的相变材料层上的上电极层。

2.根据权利要求1所述的相变存储单元的制备方法，其特征在于：所述第一介质材料层的厚度范围为2~10纳米。

3.根据权利要求1所述的相变存储单元的制备方法，其特征在于：所述窗口的开口宽度范围为10~100纳米。

4.根据权利要求1所述的相变存储单元的制备方法，其特征在于：所述第一厚度的范围为6~60埃之间，以供相变存储单元利用相变材料层的界面电阻差异存储信息。

5.根据权利要求4所述的相变存储单元的制备方法，其特征在于：所述第一厚度的范围为6~20埃之间。

6.根据权利要求1所述的相变存储单元的制备方法，其特征在于：所述相变材料层的长度范围为50~100埃之间，所述相变材料层的宽度范围为50~100埃之间。

7.根据权利要求1所述的相变存储单元的制备方法，其特征在于：所述相变材料至少包括Ge-Sb-Te、Ge-Te或Ti-Sb-Te中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的相变存储单元的制备方法，其特征在于：用于实现相变存储单元读写擦功能的单元驱动器件包括晶体管或二极管，其中，所述单驱动器件为晶体管时形成1T1R结构，所述单元驱动器件为二极管时形成1D1R结构。

9.一种相变存储单元，其特征在于，所述相变存储单元包括：

Si衬底；

形成于所述Si衬底表面的第一介质材料层；

形成于所述第一介质材料层表面的下电极层；

上表面均位于同一平面、均形成于所述下电极层上且均与其接触的第二介质材料层、相变材料层和第三介质材料层，其中，具有第一厚度的所述相变材料层将第二介质材料层和第三介质材料层隔离；

与所述相变材料层相接触的上电极层。

10.根据权利要求9所述的相变存储单元，其特征在于：所述相变材料层的横截面为被第三介质材料层隔离的两个相对的L型，其中，与所述下电极层相接触的为L型的一边为第一边，与所述第一边相垂直的L型另一边为第二边，所述第一边和第二边的厚度均为第一厚度。

11.根据权利要求9或10所述的相变存储单元，其特征在于：所述第一厚度的范围为6~60埃之间，以供相变存储单元利用相变材料层的界面电阻差异存储信息。

12.根据权利要求11所述的相变存储单元，其特征在于：所述第一厚度的范围为6~20埃之间。

13.一种相变存储单元的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括以下步骤：

1）提供一表面形成有第二介质材料层的Si衬底，并在所述第二介质材料层上制备一电极对，其中，所述电极对之间的间距为第一距离；

2）在步骤1）获得的结构表面沉积相变材料以形成具有第一厚度的相变材料层；

3）光刻、刻蚀所述相变材料层，形成宽度小于等于电极对宽度的相变材料层；

4）在步骤3）获得的结构表面沉积第三介质材料层，并填充满所述电极对之间区域。

14.根据权利要求13所述的相变存储单元的制备方法，其特征在于：所述第一厚度的范围为6~60埃之间，以供相变存储单元利用相变材料层的界面电阻差异存储信息。