[发明专利]选通管相变存储集成单元及其制备方法、相变存储器件有效
| 申请号： | 202011450322.8 | 申请日： | 2020-12-09 |
| 公开（公告）号： | CN112652712B | 公开（公告）日： | 2022-08-12 |
| 发明（设计）人： | 徐明;徐开朗;缪向水 | 申请（专利权）人： | 华中科技大学 |
| 主分类号： | H01L45/00 | 分类号： | H01L45/00;H01L27/24;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 杭州宇信知识产权代理事务所(普通合伙) 33231 | 代理人： | 张宇娟 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 选通管 相变 存储 集成 单元 及其 制备 方法 器件 | ||
1.一种选通管相变存储集成单元的制备方法，其特征在于，包括：
在衬底上形成底电极；
在所述底电极上制备绝缘层，对所述绝缘层进行图形化得到纳米孔，并通过所述纳米孔暴露出所述底电极；
在所述纳米孔中填充相变存储材料；
在所述相变存储材料远离所述底电极的一侧进行离子注入，以将所述纳米孔内远离所述底电极的一侧的相变存储材料改性为选通管材料，形成界面型选通管单元，所述纳米孔内靠近所述底电极的一侧的未参与材料改性的相变存储材料形成相变存储单元；
在所述绝缘层上形成顶电极，所述纳米孔在所述衬底上的投影位于所述顶电极在所述衬底上的投影内。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述相变存储材料为硫系相变存储材料，所述选通管材料为硫系选通管材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述相变存储材料为GeTe，注入的离子为Te。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述相变存储材料为GeSbM，注入的离子为M，其中，M为Se、S或Te。
5.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括在进行离子注入后，对所述相变存储单元进行整体退火，退火温度为210～290℃，退火时间为2-10分钟。
6.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括在进行离子注入前，对所述相变存储材料进行整体退火。
7.一种选通管相变存储集成单元，其特征在于，所述相变存储集成单元包括：衬底以及在所述衬底上依次层叠的底电极、绝缘层和顶电极；
所述绝缘层中具有纳米孔，所述纳米孔在所述衬底上的投影位于所述顶电极在所述衬底上的投影内，所述纳米孔暴露出所述底电极，所述纳米孔内填充有相变存储材料；
所述纳米孔内形成有相变存储单元和界面型选通管单元，所述界面型选通管单元位于所述纳米孔内远离所述底电极的一侧，所述界面型选通管单元的材料通过所述相变存储材料离子注入改性形成，所述纳米孔内靠近所述底电极的一侧的未参与材料改性的相变存储材料形成相变存储单元。
8.根据权利要求7所述的选通管相变存储集成单元，其特征在于，所述相变存储材料为GeTe，注入的离子为Te。
9.根据权利要求7所述的选通管相变存储集成单元，其特征在于，所述相变存储材料为GeSbM，注入的离子为M，其中，M为Se、S或Te。
10.一种相变存储器件，其特征在于，所述相变存储器件包括多个如权利要求7～9所述的选通管相变存储集成单元。
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