[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，其特征在于，自下而上包括：底电极，加热电极，相变单元和顶电极，所述相变单元为纵向设置的柱体，其由内而外包括：柱形选择器件层，环形阻挡层和环形相变材料层；其中，所述底电极为一个，所述底电极与所述加热电极和所述相变材料层依次连接，所述选择器件层连接所述顶电极。

2.根据权利要求1所述的相变存储器单元，其特征在于，所述加热电极为纵向设于所述底电极上的环形或通孔结构，并对应连接在所述相变材料层的环形下端。

3.根据权利要求1所述的相变存储器单元，其特征在于，所述加热电极为设于所述底电极上的L形结构，所述L形结构的水平底边连接在所述底电极的表面上，所述L形结构的竖直侧壁上端对应连接在所述相变材料层的环形下端。

4.根据权利要求1所述的相变存储器单元，其特征在于，所述底电极连接一衬底，所述衬底上设有介质层，所述相变存储器单元嵌设于所述介质层中。

5.根据权利要求4所述的相变存储器单元，其特征在于，所述顶电极包括相连的金属层和接触孔，所述接触孔连接所述选择器件层。

6.一种相变存储器单元的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：提供一衬底，在所述衬底上沉积第一介质层，在所述衬底和第一介质层中形成底电极；其中，所述底电极为一个；

S02：在所述第一介质层上沉积第二介质层，在对应所述底电极位置的所述第二介质层中形成贯通的第一凹槽或通孔结构；

S03：在所述第一凹槽的内壁表面上或所述通孔中形成加热电极，并使所述加热电极与所述底电极相连；

S04：在所述第二介质层上沉积第三介质层，在对应所述底电极位置的所述第三介质层中形成贯通的第二凹槽结构；

S05：在所述第二凹槽的侧壁表面上依次形成环形的相变材料层和阻挡层，并使所述相变材料层与所述加热电极相连；

S06：在所述阻挡层以内的所述第二凹槽中沉积选择器件层材料，并将所述第二凹槽填满；

S07：将所述第二凹槽外多余的选择器件层、阻挡层和相变材料层材料去除，在所述第二凹槽中形成柱体相变单元；

S08：在所述第三介质层上沉积第四介质层，在所述第四介质层中形成连接所述选择器件层的顶电极。

7.根据权利要求6所述的相变存储器单元的制备方法，其特征在于，步骤S03中，在所述第一凹槽的内壁表面上形成环形或L形结构的所述加热电极；或者，在所述通孔中填充加热电极材料，形成实心结构的所述加热电极。

8.根据权利要求6所述的相变存储器单元的制备方法，其特征在于，步骤S05中，采用高密度等离子体化学气相淀积方式，在所述第二凹槽的侧壁表面上依次形成环形的相变材料层和阻挡层。

9.根据权利要求7所述的相变存储器单元的制备方法，其特征在于，形成环形的所述加热电极的方法，包括：在所述第一凹槽的内壁表面上沉积加热电极材料，去除位于所述第一凹槽底面上的加热电极材料，在所述第一凹槽内再次沉积所述第二介质层材料，将所述第一凹槽填满，并进行平坦化。

10.根据权利要求7所述的相变存储器单元的制备方法，其特征在于，形成L形结构的所述加热电极的方法，包括：在所述第一凹槽的内壁表面上沉积加热电极材料，对所述加热电极材料进行图形化，去除位于所述第一凹槽侧壁及底面上多余的加热电极材料，在所述第一凹槽内再次沉积所述第二介质层材料，将所述第一凹槽填满，并进行平坦化。