[发明专利]一种低操作功耗的相变存储单元及其制备方法

权利要求书

1.一种低操作功耗的相变存储单元，其特征在于，所述相变存储单元包括：

衬底以及依次设置在所述衬底上的底电极、第一绝缘层、相变材料层、第二绝缘层和顶电极，

所述第一绝缘层中设置有相变材料插塞柱，所述相变材料插塞柱的一端与所述相变材料层连接，所述相变材料插塞柱的另一端与所述底电极连接，围绕所述相变材料插塞柱的周围设有第一应力材料层，所述第一应力材料层的材料为热应力材料，所述热应力材料的热膨胀系数大于所述相变材料的热膨胀系数；

所述第二绝缘层中设置有顶电极插塞柱，所述顶电极插塞柱的一端与所述相变材料层连接，所述顶电极插塞柱的另一端与所述顶电极连接，所述相变材料插塞柱与所述顶电极插塞柱在所述衬底上的投影不重合。

2.根据权利要求1所述的相变存储单元，其特征在于，围绕所述顶电极插塞柱的周围设有第二应力材料层，所述第二应力材料层的材料为热应力材料。

3.根据权利要求2所述的相变存储单元，其特征在于，所述相变材料插塞柱在所述衬底上的投影位于所述第二应力材料层在所述衬底上的投影内。

4.根据权利要求1～3任一项所述的相变存储单元，其特征在于，所述相变存储单元还包括：

位于所述第一绝缘层和所述相变材料层之间的下应力材料层和位于所述第二绝缘层和所述相变材料层之间的上应力材料层，所述上应力材料层和下应力材料层的材料均为热应力材料。

5.根据权利要求1～3任一项所述的相变存储单元，其特征在于，所述热应力材料的膨胀系数至少为所述相变材料热膨胀系数的1.5倍。

6.根据权利要求1～3任一项所述的相变存储单元，其特征在于，所述热应力材料为苯并环丁烯。

7.一种低操作功耗的相变存储单元的制备方法，其特征在于，

在衬底上形成底电极；

在所述底电极上制备第一绝缘层，并对所述第一绝缘层进行图形化得到第一通孔，在所述第一通孔中制备相变材料插塞柱和第一应力材料层，所述相变材料插塞柱的一端与所述底电极连接，所述第一应力材料层围绕所述相变材料插塞柱的周围设置，所述第一应力材料层的材料为热应力材料，所述热应力材料的热膨胀系数大于所述相变材料的热膨胀系数；

在所述第一绝缘层上制备相变材料层，所述相变材料插塞柱的另一端与所述相变材料层连接；

在所述相变材料层上制备第二绝缘层，并对所述第二绝缘层进行图形化得到第二通孔，在所述第二通孔中制备顶电极插塞柱，所述顶电极插塞柱的一端与所述相变材料层连接，所述相变材料插塞柱与所述顶电极插塞柱在所述衬底上的投影不重合；

在所述第二绝缘层上制备顶电极，所述顶电极插塞柱的另一端与所述顶电极连接。

8.根据权利要求7所述的相变存储单元的制备方法，其特征在于，所述方法还包括，在所述第二通孔中制备第二应力材料层，所述第二应力材料层围绕所述顶电极插塞柱的周围设置，所述第二应力材料层的材料为热应力材料。

9.根据权利要求8所述的相变存储单元的制备方法，其特征在于，所述相变材料插塞柱在所述衬底上的投影位于所述第二应力材料层在所述衬底上的投影内。

10.根据权利要求7～9任一项所述的相变存储单元的制备方法，其特征在于，应力材料的热膨胀系数至少为所述相变材料热膨胀系数的1.5倍。