[发明专利]三维相变存储器及其制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种三维相变存储器及其制备方法，其中，所述三维相变存储器包括：沿第一方向延伸的第一导电线、沿第二方向延伸的第二导电线以及位于所述第一导电线和所述第二导电线相交处的相变存储单元；其中，所述第一方向与所述第二方向平行于同一平面且彼此垂直；所述相变存储单元包括在第三方向上堆叠分布的选通层、相变存储层、第一膜层和第二膜层，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向；所述第一膜层的上表面和/或所述第二膜层的上表面为经过粗糙化处理的粗糙面；所述选通层和所述相变存储层分别通过在所述第一膜层的上表面和所述第二膜层的上表面执行沉积工艺而形成。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及三维相变存储器及其制备方法。

背景技术

存储器（Memory）是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。随着各类电子设备对集成度和数据存储密度的需求的不断提高，普通的二维存储器件越来越难以满足要求，在这种情况下，三维（3D）存储器应运而生。

3D相变存储器（Phase Change Memory，PCM）可以基于以电热方式对相变材料所做的加热和淬火来利用相变材料中的非晶相和晶相的电阻率之间的差异。在现有的3D PCM中，位线（WL）和字线（BL）彼此垂直地形成，垂直方柱形的相变存储单元在位线和字线的交叉点处自对准地形成。相变存储单元由多层堆栈结构组成，其中，相变存储层和选通层可以在三维中堆叠并被电极层隔开。

然而，多层堆栈结构的各层间的附着力不强，易造成三维相变存储器的倾覆，进而影响器件的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种三维相变存储器及其制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种三维相变存储器，包括：沿第一方向延伸的第一导电线、沿第二方向延伸的第二导电线以及位于所述第一导电线和所述第二导电线相交处的相变存储单元；其中，所述第一方向与所述第二方向平行于同一平面且彼此垂直；所述相变存储单元包括在第三方向上堆叠分布的选通层、相变存储层、第一膜层和第二膜层，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向；

所述第一膜层的上表面和/或所述第二膜层的上表面为经过粗糙化处理的粗糙面；所述选通层和所述相变存储层分别通过在所述第一膜层的上表面和所述第二膜层的上表面执行沉积工艺而形成。

上述方案中，所述粗糙化处理包括等离子刻蚀处理或溅射刻蚀处理。

上述方案中，所述粗糙化处理中使用的刻蚀剂包括Ar或Kr。

上述方案中，所述粗糙面具有纳米级粗糙度。

上述方案中，所述第一膜层和/或所述第二膜层为电极层。

上述方案中，所述第二膜层包括沿第三方向分布的第一子电极层和第二子电极层，所述第二子电极层的电阻率低于所述第一子电极层的电阻率；

对应于所述第二膜层的上表面为经过粗糙化处理的粗糙面，所述相变存储层通过在所述第二子电极层的上表面执行沉积工艺而形成。

上述方案中，所述第一子电极层的上表面为经过粗糙化处理的粗糙面，所述第二子电极层通过在所述第一子电极层的上表面执行沉积工艺而形成。

本发明实施例还提供了一种三维相变存储器的制备方法，所述方法包括：

形成第一导电线层，所述第一导电线层用于形成沿第一方向延伸的第一导电线；