[发明专利]一种相变存储器及其制备方法

说明书

本申请提供一种相变存储器及其制备方法，所述方法包括：形成选通层以及与所述选通层串联的相变存储层；所述选通层包括第一子层和第二子层；其中，所述第一子层的元素选自第一类元素集中至少一种选通层元素，所述第二子层的元素选自第二类元素集中至少一种选通层元素；所述第一类元素集中各个选通层元素的迁移率小于所述第二类元素集中各个选通层元素的迁移率。本申请提供的方法中，形成包括第一子层和第二子层的选通层，使得第一子层中各个元素的迁移率小于第二子层中各个元素的迁移率，利用第一子层和第二子层之间的界面效应，缓解由于材料扩散引发的局部分相甚至结晶，以提高选通层的高温稳定性，从而提高相变存储器的高温稳定性。

技术领域

本申请实施例涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种相变存储器及其制备方法。

背景技术

相变存储器(Phase-change Random Access Memory，PCRAM)利用电脉冲作用下产生的焦耳热使得存储介质在晶态(低阻态)和非晶态(高阻态)之间相互转换，低阻态和高阻态之间的阻值差异明显，从而实现信息的写入与擦除，信息的读取则靠测量电阻的变化来实现。

其中，选通器是相变存储器的核心组成部分，选通器包括选通层以及位于选通层上下两侧的电极。选通器的原理在于施加电信号时，选通层由高阻态转变为低阻态，此时选通器处于开启状态；撤去电信号时，选通层由低阻态转变为高阻态，此时选通器处于关闭状态。目前，通常使用基于非晶硫系材料的双向阈值开关(Ovonic Threshold Switching，OTS)作为相变存储器的选通层。

因此，目前仍有待于进一步改进选通层的结构以提高双向阈值开关的性能，从而提高相变存储器的性能。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例为解决现有技术中存在的至少一个技术问题而提供一种相变存储器及其制备方法。

为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种相变存储器的制备方法，所述方法包括：

形成选通层以及与所述选通层串联的相变存储层；

所述选通层包括第一子层和第二子层；其中，所述第一子层的元素选自第一类元素集中至少一种选通层元素，所述第二子层的元素选自第二类元素集中至少一种选通层元素；所述第一类元素集中各个选通层元素的迁移率小于所述第二类元素集中各个选通层元素的迁移率。

在一些实施例中，所述第一子层的层数大于所述第二子层的层数；所述第二子层位于相邻两个所述第一子层之间。

在一些实施例中，所述选通层还包括第三子层；其中，所述第三子层的元素选自第三类元素集中至少一种选通层元素；所述第一类元素集中各个选通层元素的迁移率和所述第三类元素集中各个选通层元素的迁移率均小于所述第二类元素集中各个选通层元素的迁移率。

在一些实施例中，所述第二子层位于所述第一子层和所述第三子层之间。

在一些实施例中，所述选通层元素包括锗Ge、锑Sb、硅Si、硒Se、砷As、碲Te。

第二方面，本申请实施例提供一种相变存储器，所述相变存储器包括：选通层以及与所述选通层串联的相变存储层；

所述选通层包括第一子层和第二子层；所述第一子层中各个元素的迁移率小于所述第二子层中各个元素的迁移率。

在一些实施例中，所述第一子层和所述第二子层交替层叠设置。

在一些实施例中，所述选通层还包括第三子层；所述第三子层中各个元素的迁移率小于所述第二子层中各个元素的迁移率；所述第二子层位于所述第一子层和所述第三子层之间。

在一些实施例中，所述第一子层、所述第二子层和所述第三子层交替层叠设置。