[发明专利]一种降低相变存储器功耗的单元结构及其制备方法

权利要求书

1.一种降低相变存储器功耗的单元结构，其特征在于：该单元结构包括集成电路衬底(1)、位于集成电路衬底(1)上的第一绝缘介质层(2)、被第一绝缘介质层(2)包围并与集成电路衬底(1)连接的驱动二极管(3)、被第一绝缘介质层(2)包围并位于驱动二极管(3)上的过渡层(4)、位于第一绝缘介质层(2)上的第二绝缘介质层(5)、被第二绝缘介质层(5)包围并位于过渡层(4)上的下电极(6)、位于第二绝缘介质层(5)上的第三绝缘介质层(7)、被第三绝缘介质层(7)包围并位于下电极(6)上的相变材料层(8)和位于相变材料层(8)上的上电极(9)；所述的过渡层(4)的热导率为0.01W/m·K～20W/m·K。

2.按照权利要求1所述的降低相变存储器功耗的单元结构，其特征在于：所述的过渡层(4)的的热导率为0.44W/m·K。

3.按照权利要求1或2所述的降低相变存储器功耗的单元结构，其特征在于：所述的过渡层(4)的厚度为5～30nm。

4.按照权利要求3所述的降低相变存储器功耗的单元结构，其特征在于：所述的过渡层(4)为半导体材料、金属合金或介质材料中的一种。

5.按照权利要求1所述的降低相变存储器功耗的单元结构，其特征是，所述的过渡层(4)的材料为多晶硅、多晶锗、氮化钛TiN、氮化钨WN、氮化钛硅TiSiN、氮化钨硅WSiN、氧化硅SiO₂、氧化铪HfO₂或氧化钽Ta₂O₅中的一种或几种的组合。

6.按照权利要求5所述的降低相变存储器功耗的单元结构，其特征在于：所述的过渡层(4)为单层或多层结构。

7.按照权利要求1所述的降低相变存储器功耗的单元结构，其特征在于：所述第一、第二、第三绝缘介质层材料为氧化硅。

8.一种如权利要求1或2所述的降低相变存储器功耗的单元结构的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：

(1)利用标准工艺制备出集成电路衬底(1)，其中包括相变存储器单元结构所需的字线；

(2)在步骤(1)的基础上用等离子化学气相沉积PECVD方法制备第一绝缘介质层(2)，光刻刻蚀出所要求的第一孔洞，该第一孔洞与集成电路衬底(1)的字线相连；

(3)在步骤(2)所刻孔洞处，用固相外延方法生长N型单晶硅和P型单晶硅并形成驱动二极管(3)；

(4)在步骤(3)形成的驱动二极管(3)的上表面，沉积热导率为0.01W/m·K～20W/m·K的氮化钛TiN过渡层(4)，然后采用CMP磨平或者光刻出要求的形状；

(5)在步骤(4)的基础上，用等离子体化学气相沉积PECVD方式制备第二绝缘介质层(5)，光刻刻蚀要求的第二孔洞，直至露出氮化钛TiN过渡层(4)；

(6)在步骤(5)所刻第二孔洞内，沉积下电极(6)，然后采用CMP磨平或者光刻出要求的形状；

(7)在步骤(6)的基础上，用等离子化学气相沉积PECVD方式制备第三绝缘介质层(7)，光刻刻蚀要求的第三孔洞，直至露出下电极(6)；

(8)在步骤(7)所刻第三孔洞内，依次沉积相变材料层(8)和上电极(9)，然后光刻刻蚀或者采用CMP磨平到要求的形状。

9.如权利要求9所述的降低相变存储器功耗的单元结构的制备方法，其特征在于：所述第一、第二、第三绝缘介质层材料为氧化硅。