[发明专利]存储阵列、存储阵列的制备方法、相变存储器和存储芯片

说明书

本申请适用于半导体技术领域，提供了一种存储阵列、存储阵列的制备方法、相变存储器和存储芯片，所述存储阵列包括：衬底材料，以及排布在所述衬底材料上的多个相变存储单元，多个所述相变存储单元中的每个所述相变存储单元均包括相变材料；多个所述相变存储单元中，任意两个相邻相变存储单元的相变材料的高度不同，所述相变材料的高度指所述相变材料与所述衬底材料之间的距离。通过调整相变存储单元中相变材料的高度，使得任意两个相邻的相变存储单元的相变材料之间位于不同的高度，从而可以增加相邻的相变材料之间的距离，进而可以显著降低相邻的两个相变材料之间的热串扰现象，提高各个相变存储单元的抗干扰能力。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种存储阵列、存储阵列的制备方法、相变存储器和存储芯片。

背景技术

相变存储器(phase change memory，PCM)，是利用硫系化合物在晶态和非晶态之间相互转化时所表现出来的导电性差异来存储数据的一种存储介质，既具有内存(memory)快速读写的优势，又兼顾了存储器(storage)非易失的特点。

参见图1，图1为PCM中存储阵列的截面示意图，PCM的存储阵列中可以包括：衬底100、绝缘层101、底电极102、缓冲材料103、选通材料104、相变材料105、顶电极106和隔热材料107，各层的排布方式如图1所示。在PCM工作的过程中，可以在相变材料105上施加电压或者电流从而产生焦耳热，使得相变材料105发生相变，实现数据存储。

但是，PCM在工作过程中产生的焦耳热是以发热点为中心，通过圆形或者椭圆形向外扩散，导致相邻的相变材料105出现热串扰的问题。

发明内容

本申请提供一种存储阵列、存储阵列的制备方法、相变存储器和存储芯片，解决了现有技术中PCM在工作过程中产生的焦耳热导致相邻的相变材料出现热串扰的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供一种存储阵列，所述存储阵列包括：

衬底材料，以及排布在所述衬底材料上的多个相变存储单元，多个所述相变存储单元中的每个所述相变存储单元均包括相变材料；

多个所述相变存储单元中，任意两个相邻相变存储单元的相变材料的高度不同，所述相变材料的高度指所述相变材料与所述衬底材料之间的距离。

通过调整相变存储单元中相变材料的高度，使得任意两个相邻的相变存储单元的相变材料之间位于不同的高度，从而可以增加相邻的相变材料之间的距离，进而可以显著降低相邻的两个相变材料之间的热串扰现象，提高各个相变存储单元的抗干扰能力。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述任意两个相邻相变存储单元包括第一相变存储单元和第二相变存储单元；

所述第一相变存储单元和所述第二相变存储单元均包括：依次设置于所述衬底材料上的底电极、所述相变材料和顶电极，所述第二相变存储单元还包括：高度调整材料，所述高度调整材料位于所述底电极和所述相变材料之间，所述高度调整材料包括：加热电极、选通材料和缓冲材料中的至少一种。

通过在第二相变存储单元中设置高度调整材料，使得第二相变存储单元中相变材料与衬底材料之间的距离，大于第一相变存储单元中相变材料与衬底材料之间的距离，从而可以增加相邻的相变材料之间的距离，进而可以显著降低相邻的两个相变材料之间的热串扰现象，提高各个相变存储单元的抗干扰能力。

基于第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一相变存储单元的所述底电极和所述相变材料之间设置有选通材料。

通过在第一相变存储单元中设置选通材料，可以通过控制选通材料是否选通，从而控制选通材料所在的第一相变存储单元在选通材料选通时，实现数据的读写，可以提高第一相变存储单元读写数据的灵活性和可靠性。