[发明专利]含有TiSiN材料层的相变存储单元及其制备方法

权利要求书

1.一种含有TiSiN材料层的相变存储单元，其包括相变材料层和位于其下方的下电极，其特征在于：所述相变材料层和下电极之间由一TiSiN材料层连接。

2.根据权利要求1所述的含有TiSiN材料层的相变存储单元，其特征在于：所述下电极包括一底部和一与该底部连接的片状侧部，所述片状侧部垂直于所述底部，形成刀片结构，所述片状侧部的顶端与所述TiSiN材料层接触。

3.根据权利要求2所述的含有TiSiN材料层的相变存储单元，其特征在于：所述片状侧部的厚度范围是5~40 nm。

4.根据权利要求1所述的含有TiSiN材料层的相变存储单元，其特征在于：所述相变材料为GeSbTe、GeTe、SbTe、AsSbTe、SbTe、GeBiTe、SnSbTe、InSbTe和GaSbTe中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的含有TiSiN材料层的相变存储单元，其特征在于：所述相变材料为Ge_iSb_jTe_k，其中0<i，j，k<1；i+j+k=1。

6.根据权利要求1所述的含有TiSiN材料层的相变存储单元，其特征在于：所述TiSiN材料层的电导率小于所述相变材料的电导率。

7.根据权利要求1所述的含有TiSiN材料层的相变存储单元，其特征在于：所述TiSiN材料层的热导率小于所述相变材料的热导率。

8.根据权利要求1所述的含有TiSiN材料层的相变存储单元，其特征在于：所述下电极的材料为TiN、W、Ta或Pt中的任意一种。

9.一种含有TiSiN材料层的相变存储单元的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）提供一基底，该基底包括金属层及覆盖于所述金属层上的绝缘层；

2）刻蚀所述绝缘层直至所述金属层，在所述基底上形成直达所述金属层的绝缘凹槽；

3）然后沉积加热金属材料，使其覆盖所述绝缘层和绝缘凹槽的表面；

4）去除所述绝缘凹槽内一侧的部分加热金属材料；沉积介质材料，填满所述绝缘凹槽，然后进行抛光去除所述绝缘凹槽外和所述绝缘层上的加热金属材料和介质材料，所述绝缘凹槽内剩余的加热金属材料形成下电极；该下电极包括一底部和与该底部连接的一片状侧部，形成刀片结构；

5）在所述下电极的顶端形成一TiSiN材料层；

6）在所述步骤5）形成的结构上沉积相变材料层，然后在所述相变材料层上制备出上电极。

10.根据权利要求9所述的含有TiSiN材料层的相变存储单元的制备方法，其特征在于：于所述步骤6）中，在沉积相变材料层之后，还包括一退火过程。

11.根据权利要求9所述的含有TiSiN材料层的相变存储单元的制备方法，其特征在于：所述下电极的材料为TiN，并且于所述步骤5)中，通过在所述下电极顶端进行离子束注硅的方法得到TiSiN材料层。

12.根据权利要求9所述的含有TiSiN材料层的相变存储单元的制备方法，其特征在于：所述下电极的材料为TiN、W、Ta或Pt中的任意一种，并且于所述步骤5)中，采用镀膜工艺在所述下电极的顶端形成TiSiN材料层。

13.根据权利要求9所述的含有TiSiN材料层的相变存储单元的制备方法，其特征在于：所述相变材料层为蘑菇型、限制型或直线型。