[發(fā)明專利]相變存儲器及其制造方法

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• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113629099A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭文林;劉峻;楊海波;劉廣宇;付志成
• 申請（專利權(quán)）人: 長江先進(jìn)存儲產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L27/24
• 分類號: H01L27/24;H01L45/00
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 田婷

1.一種相變存儲器，其特征在于，包括：

呈陣列排布的多個相變存儲單元，各個相變存儲單元均具有依次堆疊的第一電極、相變材料層和第二電極，相鄰的相變存儲單元之間具有間隙；

TiO₂納米多孔材料層，填充在所述間隙中并至少包圍各個相變存儲單元的相變材料層。

2.如權(quán)利要求1所述的相變存儲器，其特征在于，所述TiO₂納米多孔材料層的孔徑不大于10nm之間，和/或，所述TiO₂納米多孔材料層的孔隙率介于40％～60％。

3.如權(quán)利要求1所述的相變存儲器，其特征在于，所述TiO₂納米多孔材料層的晶粒結(jié)構(gòu)包括金紅石結(jié)構(gòu)、銳鈦礦結(jié)構(gòu)以及板鈦礦結(jié)構(gòu)中的一種或者多種組合。

4.如權(quán)利要求1所述的相變存儲器，其特征在于，所述TiO₂納米多孔材料層的孔隙內(nèi)為真空，或者，所述TiO₂納米多孔材料層的孔隙內(nèi)有空氣。

5.如權(quán)利要求1所述的相變存儲器，其特征在于，所述TiO₂納米多孔材料層填充在所述間隙中并包圍各個相變存儲單元的從第一電極至第二電極的堆疊結(jié)構(gòu)。

6.如權(quán)利要求1所述的相變存儲器，其特征在于，還包括填充在所述間隙中的第一絕緣介質(zhì)填充層和第二絕緣介質(zhì)填充層，所述TiO₂納米多孔材料層夾在所述第一絕緣介質(zhì)填充層和所述第二絕緣介質(zhì)填充層之間。

7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的相變存儲器，其特征在于，每個相變存儲單元還具有位于第一電極和相變材料層之間且依次堆疊的選通層和中間電極，所述選通層位于所述第一電極和所述中間電極之間。

8.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的相變存儲器，其特征在于，還包括：

多條字線，每條字線連接多個所述相變存儲單元的第二電極；

多條位線，每條位線連接多個所述相變存儲單元的第一電極。

9.一種1-8中任一項(xiàng)所述的相變存儲器的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

在襯底上形成呈陣列排布的多個相變存儲單元，各個相變存儲單元均具有依次堆疊的第一電極、相變材料層和第二電極，相鄰的相變存儲單元之間具有間隙；

填充TiO₂納米多孔材料層至所述間隙中，且所述TiO₂納米多孔材料層至少包圍各個相變存儲單元的相變材料層。

10.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，還包括：根據(jù)所述間隙的線寬和深度確定待形成的TiO₂納米多孔材料層的孔隙率和孔徑尺寸的預(yù)設(shè)范圍；在填充TiO₂納米多孔材料層至所述間隙中的步驟中，通過控制形成的TiO₂納米多孔材料層中的晶粒間距，以調(diào)整形成的TiO₂納米多孔材料層的孔隙率和孔徑尺寸至所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

11.如權(quán)利要求9或10所述的制造方法，其特征在于，通過化學(xué)氣相沉積工藝或原子層沉積工藝或者濺射沉積工藝，填充TiO₂納米多孔材料層至所述間隙中。

12.如權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，在填充TiO₂納米多孔材料層至所述間隙中的步驟中，通過調(diào)控反應(yīng)氣壓和/或反應(yīng)溫度，來實(shí)現(xiàn)TiO₂納米多孔材料層的孔徑尺寸及孔隙率的調(diào)控。

13.如權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于，所述反應(yīng)氣壓為5Pa～500Pa，反應(yīng)溫度為100℃-250℃。