[發明專利]相變存儲器以及相變存儲器的制作方法

在審

• 申請號: 202210469040.5
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114792755A
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 許豪;楊芳;潘緒文
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 霍文娟

本申請提供了一種相變存儲器以及相變存儲器的制作方法。該相變存儲器包括第一電極、加熱器、相變材料層以及第二電極，其中，加熱器圍設在第一電極的側面且與第一電極的側面接觸，加熱器的遠離第一電極的側面為第一表面，第一表面上具有多個凹槽；相變材料層圍設在第一表面且與第一表面接觸，相變材料層的靠近加熱器的側面上具有多個凸出部，凸出部一一對應地位于凹槽中；第二電極圍設在相變材料層的第二表面且與第二表面接觸，第二表面為相變材料層的遠離加熱器的側面。該相變存儲器保證了相變材料層與加熱器接觸的比表面積較大，進而保證了傳熱效率較高，器件功耗較低以及可靠性較好，解決了相變存儲器的熱效率較低的問題。

技術領域

本申請涉及半導體領域，具體而言，涉及一種相變存儲器以及相變存儲器的制作方法。

背景技術

目前已有的多種半導體存儲技術包括常規的易失性技術和非易失性技術，其中，采用常規的易失性技術的存儲器如靜態隨機存儲器(SRAM)、動態隨機存儲器(DRAM)等，采用非易失性技術的存儲器如鐵電隨機存儲器(FERAM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、閃速存儲器(FLASH)等，而相變存儲器(PCRAM)作為一種新興的半導體存儲器，與前述的各種半導體存儲技術相比，具有非易失性、循環壽命長(＞1013次)、組件尺寸小、功耗低、可多級存儲、高速讀取、抗輻照、耐高低溫(-55-125℃)、抗振動、抗電子干擾和制造工藝簡單(能和現有的集成電路工藝相匹配)等諸多優點。

根據文獻報道，在相變存儲器中85％的熱量被耗散，只有約15％的熱量被用于相變，這是相變存儲器低功耗、高速的一個制約因素。因此，如何提高相變存儲器的熱效率，降低其功耗，是亟需解決的問題。

在背景技術部分中公開的以上信息只是用來加強對本文所描述技術的背景技術的理解，因此，背景技術中可能包含某些信息，這些信息對于本領域技術人員來說并未形成在本國已知的現有技術。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種相變存儲器以及相變存儲器的制作方法，以解決相變存儲器的熱效率較低的問題。

為了實現上述目的，根據本申請的一個方面，提供了一種相變存儲器，包括：第一電極；加熱器，圍設在所述第一電極的側面且與所述第一電極的側面接觸，所述加熱器的遠離所述第一電極的側面為第一表面，所述第一表面上具有多個凹槽；相變材料層，圍設在所述第一表面且與所述第一表面接觸，所述相變材料層的靠近所述加熱器的側面上具有多個凸出部，所述凸出部一一對應地位于所述凹槽中；第二電極，圍設在所述相變材料層的第二表面且與所述第二表面接觸，所述第二表面為所述相變材料層的遠離所述加熱器的側面。

可選地，所述相變存儲器包括：多個絕熱部，多個所述絕熱部分別位于所述加熱器以及所述相變材料層之間，且分別位于相鄰的兩個所述凸出部之間，所述絕熱部覆蓋相鄰的兩個所述凸出部的部分側壁。

可選地，所述加熱器包括金屬加熱元件、塑料加熱元件或者復合加熱元件，所述絕熱部的材料包括氧化硅。

可選地，所有的所述凸出部的寬度之和為第一數值，所述相變材料層的第三表面的周長為第二數值，所述第一數值與所述第二數值的比值范圍為25％～85％，所述寬度為所述凸出部在預定方向上的寬度，所述預定方向垂直于所述凹槽的凹陷方向，所述第三表面垂直于所述相變材料層的靠近所述加熱器的表面。

可選地，所述凹槽的高度為所述加熱器的高度，所述凸出部的高度為所述相變材料層的高度，其中，所述高度所在的方向與所述預定方向以及所述凹槽的凹陷方向分別垂直。

可選地，所述相變存儲器還包括：金屬插塞，位于所述第一電極的一側；位線，分別與所述金屬插塞以及所述第一電極電連接。

可選地，所述第一電極的形狀為圓柱體，所述加熱器的形狀為外表面具有多個所述凹槽的圓環柱，所述相變材料層的形狀為內表面具有多個所述凸出部的圓環柱，所述第二電極為形狀為圓環柱。