[發明專利]三維相變存儲器及其制備方法

有效

• 申請號: 202110198006.4
• 申請日: 2021-02-22
• 公開（公告）號: CN112968126B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 劉峻
• 申請（專利權）人: 長江先進存儲產業創新中心有限責任公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 高潔;張穎玲

本發明實施例公開了一種三維相變存儲器及其制備方法，所述三維相變存儲器包括：沿第一方向延伸的第一導電線，沿第二方向延伸的第二導電線，以及垂直設置于所述第一導電線和所述第二導電線之間的相變存儲單元；所述相變存儲單元包括沿第三方向疊置的選通元件以及相變存儲層，其中，所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向相互垂直；所述選通元件包括第一選通層和第二選通層，所述第一選通層位于所述相變存儲層與所述第一導電線之間，所述第二選通層位于所述相變存儲層與所述第二導電線之間。

技術領域

本發明涉及存儲器技術領域，尤其涉及一種三維相變存儲器及其制備方法。

背景技術

存儲器(Memory)是現代信息技術中用于保存信息的記憶設備。隨著各類電子設備對集成度和數據存儲密度的需求的不斷提高，普通的二維存儲器件越來越難以滿足要求，在這種情況下，三維(3D)存儲器應運而生。

3D存儲器包括存儲陣列以及用于控制往返于存儲陣列的信號的外圍器件。例如，相變存儲器(Phase Change Memory，PCM)可以基于以電熱方式對相變材料所做的加熱和淬火來驅動相變材料在非晶相和晶相之間進行轉換，進而利用非晶相與晶相在電阻率上的差異實現0和1的存儲功能。隨著存儲密度的逐漸增大，如何優化和解決存儲單元熱串擾的問題成為本領域的重要研究方向。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例為解決背景技術中存在的至少一個問題而提供一種三維相變存儲器及其制備方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明實施例提供了一種三維相變存儲器，包括：

沿第一方向延伸的第一導電線，沿第二方向延伸的第二導電線，以及垂直設置于所述第一導電線和所述第二導電線之間的相變存儲單元；所述相變存儲單元包括沿第三方向疊置的選通元件以及相變存儲層，其中，

所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向相互垂直；所述選通元件包括第一選通層和第二選通層，所述第一選通層位于所述相變存儲層與所述第一導電線之間，所述第二選通層位于所述相變存儲層與所述第二導電線之間。

上述方案中，所述第一選通層傳遞的熱流量與所述第二選通層傳遞的熱流量的比值為0.85-1.15。

上述方案中，所述第一選通層沿第三方向的厚度與所述第二選通層沿第三方向的厚度相等，所述第一選通層的熱導率系數與所述第二選通層的熱導率系數相等；或者，

所述第一選通層沿第三方向的厚度大于所述第二選通層沿第三方向的厚度，所述第一選通層的熱導率系數大于所述第二選通層的熱導率系數；或者，

所述第一選通層沿第三方向的厚度小于所述第二選通層沿第三方向的厚度，所述第一選通層的熱導率系數小于所述第二選通層的熱導率系數。

上述方案中，所述第一導電線和所述第二導電線沿第三方向的厚度相等。

上述方案中，所述相變存儲單元具體包括：

沿第三方向依次堆疊的第一選通層、第一電極、第二電極、相變存儲層、第三電極、第四電極和第二選通層；其中，所述第一電極與所述第四電極的材料包括含碳材料；所述第二電極與所述第三電極的材料包括金屬材料。

本發明實施例還提供了一種三維相變存儲器的制備方法，包括：

形成第一導電線材料層，所述第一導電線材料層用于形成沿第一方向延伸的第一導電線；

在所述第一導電線材料層上形成相變存儲單元材料疊層，所述相變存儲單元材料疊層用于形成相變存儲單元，所述相變存儲單元包括沿第三方向疊置的選通元件和相變存儲層；

形成位于所述相變存儲單元上的沿第二方向延伸的第二導電線；其中，