[发明专利]一种1S1R型相变存储单元结构及其制备方法

权利要求书

1.一种1S1R型相变存储单元结构，其特征在于，包括：依次层叠设置的顶电极层(190)、OTS层(170)、中间电极层(150)、绝缘层(130)、底电极层(120)和衬底(110)；所述的中间电极层(150)与绝缘层(130)的接触面中部位置向中间电极层(150)内凹陷，凹陷处置有相变材料层(160)，中间电极层(150)形成对相变材料层(160)包裹式设置；所述的绝缘层(130)在相变材料层(160)对应的位置设有贯穿绝缘层(130)的加热电极(140)，所述的加热电极(140)一端连接相变材料层(160)，另一端连接底电极层(120)。

2.根据权利要求1所述1S1R型相变存储单元结构，其特征在于，所述的顶电极层(190)和OTS层(170)之间还设有散热电极层(180)。

3.根据权利要求1所述1S1R型相变存储单元结构，其特征在于，所述的凹陷处形状为圆柱体，且与中间电极层(150)、加热电极(140)同轴布置。

4.根据权利要求3所述1S1R型相变存储单元结构，其特征在于，所述的相变材料层(160)直径范围为20nm至200nm，高度与所述直径的比例为1/3至1/2。

5.根据权利要求1或4所述1S1R型相变存储单元结构，其特征在于，所述的加热电极(140)直径范围在10nm到100nm之间，且所述的加热电极(140)直径小于相变材料层(160)直径。

6.根据权利要求1所述1S1R型相变存储单元结构，其特征在于，所述的OTS层(170)是突然转换型OTS。

7.一种1S1R型相变存储单元结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在衬底(110)上制备底电极层(120)，然后在底电极层(120)上制备绝缘层(130)；

S2、在绝缘层(130)法线方向采用电子束曝光和刻蚀法刻出第一通孔，在第一通孔内制备加热电极(140)，使加热电极(140)表面与绝缘层(130)表面平齐；

S3、在绝缘层(130)上制备中间电极层(150)的第一段；在所述中间电极层(150)的第一段法线方向并与加热电极(140)对应的位置，采用电子束曝光和刻蚀法刻出第二通孔；在第二通孔内制备相变材料层(160)，使相变材料层(160)表面与中间电极层(150)的第一段表面平齐；

S4、在步骤S3得到的平齐表面上继续制备中间电极层(150)的第二段，得到完整的中间电极层(150)；

S5、在中间电极层(150)上制备OTS层(170)；在OTS层(170)上制备顶电极层(190)；

S6、采用标准半导体工艺刻蚀法分别引出底电极层(120)和顶电极层(190)的金属线，所述金属线用于与外设电路连接。

8.根据权利要求7所述1S1R型相变存储单元结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，在中间电极层(150)上制备OTS层(170)后，先在OTS层(170)上制备散热电极层(180)，然后再从散热电极层(180)上制备顶电极层(190)。