[发明专利]导电氧化物过渡层及含该过渡层的相变存储器单元

权利要求书

1.一种导电氧化物过渡层，应用于相变存储器，所述相变存储器包括底电 极和硫系化合物薄膜层，其特征在于：所述导电氧化物过渡层位于底电极 与硫系化合物薄膜层之间；所述导电氧化物过渡层的材料为具有导电特性 的氧化物；所述导电氧化物过渡层的材料的熔点为600～2500℃，热导率 为0.1～120W/mK；所述导电氧化物过渡层的材料包括LaNiO₃、LaSrCoO₃、 LaSrMnO₃、SrRuO₃、CaRuO₃其中之一，或掺Nb的SrTiO₃；所述导电氧化 物过渡层的厚度为2～10nm。

2.一种相变存储器单元，包括底电极和硫系化合物薄膜层，其特征在于： 还包括位于底电极与硫系化合物薄膜层之间的导电氧化物过渡层；所述导 电氧化物过渡层的材料包括LaNiO₃、LaSrCoO₃、LaSrMnO₃、SrRuO₃、 CaRuO₃其中之一，或掺Nb的SrTiO₃，所述导电氧化物过渡层的厚度为2～ 10nm。

3.根据权利要求2所述的相变存储器单元，其特征在于：所述底电极为W 电极。

4.一种相变存储器单元的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)使用丙酮与酒精溶液，在超声波作用下清洗衬底，然后在衬底上制 备导电氧化物过渡层，其厚度为2～10nm；

(2)在步骤(1)制备的导电氧化物过渡层上依次制备硫系化合物薄膜层 与TiN薄膜；

(3)使用微纳加工技术，形成由TiN薄膜、硫系化合物薄膜层、导电氧 化物过渡层组成的柱状结构；

(4)再在步骤(3)所得结构上制备一层SiO₂覆盖层，使用微纳加工技 术，在SiO₂覆盖层内制备出柱状孔洞至TiN薄膜；

(5)再在步骤(4)所得结构上制备Al电极层，使Al进入SiO₂覆盖层 内的柱状孔洞与TiN薄膜接触，使用微纳加工技术刻蚀Al电极层， 引出上、下电极。

5.根据权利要求4所述的相变存储器单元的制备方法，其特征在于：所述 导电氧化物过渡层、硫系化合物薄膜层、TiN薄膜、SiO₂覆盖层和Al电 极层的制备方法包括：溅射法、蒸发法、原子层沉积法、化学气相沉积法、 金属有机物热分解法和激光辅助沉积法。

6.根据权利要求4所述的相变存储器单元的制备方法，其特征在于：所述 的微纳加工技术包括紫外曝光、显影、剥离法及反应离子刻蚀。

7.根据权利要求4所述的相变存储器单元的制备方法，其特征在于：所述 的衬底包括：单晶Si片、在单晶Si片上覆盖的下电极层、在下电极层上 覆盖的SiO₂绝热介质层；所述SiO₂绝热介质层中存在孔洞；孔洞中包含 与下电极层相通的柱状W电极，W电极顶部与SiO₂绝热介质层顶部平齐。

8.根据权利要求4所述的相变存储器单元的制备方法，其特征在于：所述 导电氧化物过渡层的材料包括LaNiO₃、LaSrCoO₃、LaSrMnO₃、SrRuO₃、 CaRuO₃其中之一，或掺Nb的SrTiO₃。

9.根据权利要求4所述的相变存储器单元的制备方法，其特征在于：所述 的硫系化合物薄膜层的材料包括Sb₂Te₃、Ge₁Sb₄Te₇、Ge₁Sb₂Te₄或Ge₂Sb₂Te₅中的一种，或其通过掺杂N、O、Si、Sn、Ag或In中一种或两种元素改性 后得到的化合物。