[发明专利]一种相变存储器单元及其制备方法

权利要求书

1.一种相变存储器单元，其包括相变材料层，其特征在于，所述相变材料层是由单层相变材料Sb_xTe_1-x层和单层化合物Ti_yTe_1-y层交替垂直堆叠生长而形成的相变超晶格薄膜结构，其中，0.4≤x≤0.8，0.33≤y≤0.56。

2.根据权利要求1所述的相变存储器单元，其特征在于：所述单层相变材料Sb_xTe_1-x层的厚度范围为1～10nm，所述单层化合物Ti_yTe_1-y层的厚度范围为1～10nm。

3.根据权利要求1所述的相变存储器单元，其特征在于：所述单层相变材料Sb_xTe_1-x层和单层化合物Ti_yTe_1-y层的循环堆叠次数为3～25个周期。

4.根据权利要求1所述的相变存储器单元，其特征在于：所述相变超晶格薄膜结构中发生相变的相变区域总厚度范围为6～500nm。

5.根据权利要求1所述的相变存储器单元，其特征在于：所述相变超晶格薄膜结构中单层相变材料Sb_xTe_1-x层的初始状态为非晶态或经过加热处理后的晶态。

6.根据权利要求1所述的相变存储器单元，其特征在于：所述相变超晶格薄膜结构中单层化合物Ti_yTe_1-y层的初始状态为非晶态或经过加热处理后的晶态。

7.根据权利要求1所述的相变存储器单元，其特征在于：所述相变存储器单元为限制型结构或者T型结构。

8.一种相变存储器单元的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括以下步骤：

1）提供一制作有下电极的生长衬底；

2）在所述生长衬底表面沉积介质包覆层；

3）利用曝光-刻蚀工艺刻蚀所述介质包覆层直至在所述介质包覆层中形成暴露所述下电极的沉积孔；

4）在所述沉积孔中依次沉积相变材料层和上电极，所述相变材料层是由单层相变材料Sb_xTe_1-x层和单层化合物Ti_yTe_1-y层交替垂直堆叠生长而形成的相变超晶格薄膜结构，其中，0.4≤x≤0.8，0.33≤y≤0.56。

9.根据权利要求8所述的相变存储器单元的制备方法，其特征在于：采用物理气相沉积、化学气相沉积、或金属有机物沉积工艺在所述沉积孔中沉积形成所述相变材料层。

10.根据权利要求8所述的相变存储器单元的制备方法，其特征在于：所述单层相变材料Sb_xTe_1-x层的厚度范围为1～10nm，所述单层化合物Ti_yTe_1-y层的厚度范围为1～10nm。

11.根据权利要求8所述的相变存储器单元的制备方法，其特征在于：所述单层相变材料Sb_xTe_1-x层和单层化合物Ti_yTe_1-y层的循环堆叠次数为3～25个周期。

12.根据权利要求8所述的相变存储器单元的制备方法，其特征在于：所述相变超晶格薄膜结构中发生相变的相变区域总厚度范围为6～500nm。

13.根据权利要求8所述的相变存储器单元的制备方法，其特征在于：所述上电极为Al、W、或TiN中的一种；所述下电极为Al、W、或TiN中的一种；所述介质包覆层为SiO₂或Si₃N₄。