[發明專利]垂直相變存儲器及制備方法

無效

• 申請號: 201010256816.2
• 申請日: 2010-08-18
• 公開（公告）號: CN101924119A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 張加勇;王曉峰;馬慧莉;程凱芳;王曉東;楊富華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L27/24
• 分類號: H01L27/24;H01L45/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

1.一種垂直相變存儲器，包括：

一襯底；

一底部電極，該底部電極制作在襯底上；

一下電熱絕緣材料層，該下電熱絕緣材料層制作在底部電極上；

一低熱導率材料包裹層，該低熱導率材料包裹層制作在下電熱絕緣材料層上；

一上電熱絕緣材料層，該上電熱絕緣材料層制作在低熱導率材料包裹層上；

其中所述的下電熱絕緣材料層、低熱導率材料包裹層和上電熱絕緣材料層的中間有一小孔；

一相變材料插塞柱，該相變材料插塞柱位于下電熱絕緣材料層、低熱導率材料包裹層和上電熱絕緣材料層中間的小孔內；

一頂部電極，該頂部電極制作在上電熱絕緣材料層上，并覆蓋相變材料插塞柱。

2.根據權利要求1所述的垂直相變存儲器，其中所述的下電熱絕緣材料層和上電熱絕緣材料層是同一種材料，該下電熱絕緣材料層是氮化物，氧化物，硫化物或其中兩種以上材料組成的混合物，該下電熱絕緣材料層的厚度為0-500nm，該上電熱絕緣材料層的厚度為0-500nm。

3.根據權利要求1所述的垂直相變存儲器，其中所述的低熱導率材料包裹層的熱導率值低于下電熱絕緣材料層的熱導率值，該低熱導率材料包裹層是氧化硅、富勒烯或空氣，所述的低熱導率材料包裹層的厚度為0-500nm。

4.根據權利要求2所述的垂直相變存儲器，其中所述的下電熱絕緣材料層和上電熱絕緣材料層的厚度不能同時為0nm。

5.根據權利要求1所述的垂直相變存儲器，其中所述的小孔的孔徑或相變材料插塞柱的直徑為0-500nm。

6.根據權利要求1所述的垂直相變存儲器，其中所述的上電熱絕緣材料層中間的小孔的深度到底部電極的上表面，露出底部電極。

7.一種垂直相變存儲器的制備方法，該方法包括：

步驟1：在絕緣或者半導體襯底上面制備底部電極；

步驟2：再依次生長一層下電熱絕緣材料層、低熱導率材料層和上電熱絕緣材料層；

步驟3：在上電熱絕緣材料層的中間利用微納加工技術制備小孔；

步驟4：在小孔中利用化學氣相淀積的方法填充相變材料插塞柱，并將小孔填滿；

步驟5：用化學機械拋光或者反刻蝕的方法，將上電熱絕緣材料層的表面剩余的相變材料去除；

步驟6：在上電熱絕緣材料層的上方制備頂部電極，完成相變存儲器的制備。

8.根據權利要求7所述的垂直相變存儲器的制備方法，其中所述的下電熱絕緣材料層和上電熱絕緣材料層是同一種材料，該下電熱絕緣材料層是氮化物，氧化物，硫化物或其中兩種以上材料組成的混合物，該下電熱絕緣材料層的厚度為0-500nm，該上電熱絕緣材料層的厚度為0-500nm。

9.根據權利要求7所述的垂直相變存儲器的制備方法，其中所述的低熱導率材料包裹層的熱導率值低于下電熱絕緣材料層的熱導率值，該低熱導率材料包裹層是氧化硅、富勒烯或空氣，所述的低熱導率材料包裹層的厚度為0-500nm。

10.根據權利要求8所述的垂直相變存儲器的制備方法，其中所述的下電熱絕緣材料層和上電熱絕緣材料層的厚度不能同時為0nm。

11.根據權利要求7所述的垂直相變存儲器的制備方法，其中所述的小孔的孔徑或相變材料插塞柱的直徑為0-500nm。

12.根據權利要求7所述的垂直相變存儲器的制備方法，其中所述的上電熱絕緣材料層中間的小孔的深度到底部電極的上表面，露出底部電極。