一种DRAM相变存储单元及用于替代DRAM的相变存储器

摘要

本发明提供了一种DRAM相变存储单元及用于替代DRAM的相变存储器，其存储单元尺寸在10F²以下，所使用的相变材料为：二元材料Sb_xM_100-x，40≦x≦98，或三元材料M_ySb_xTe_100-x，40≦x≦98，1≦y≦40。本发明所提供的该相变存储器单元，具有超快的相变速度，超低的功耗，超强的疲劳使用寿命，以及适中的高低电阻比例和适中的数据保持能力。克服了传统DRAM器件在亚28纳米工艺节点之后所遇到的技术瓶颈，可实现对DRAM的替代。

主权项

一种DRAM相变存储单元，其特征在于，所述DRAM相变存储单元用于亚28纳米节点工艺，所述相变存储单元面积为10F²～4F²，所使用的相变材料为：(a)二元材料：Sb_xM_100‑x，40≦x≦98，M选自Te、Se、Ge、Sn、Ga、Al、In、As；或(b)三元材料：M_ySb_xTe_100‑x，40≦x≦98，1≦y≦40，M选自Si、Ge、Sn、Ga、Al、In、Ag、W；所述相变存储单元的结构为刀片型结构、圆环型结构或限制型结构；所述刀片型结构包括上电极和下电极，在该上电极和下电极之间夹有一长方体形相变材料层，且该长方体形相变材料层的宽度为7‑13nm，长度为12‑18nm，高度为17‑23nm；所述圆环型结构包括下电极以及位于所述下电极上的相变材料层，所述下电极呈空心圆柱状；所述空心圆柱状下电极的内部填充有不导电的介质材料，所述空心圆柱状下电极的内圆直径为7‑13nm，外圆直径为12‑18nm；所述限制型结构包括上电极、下电极以及位于该上电极和下电极之间的相变材料层；所述上电极、相变材料层以及下电极均呈实心圆柱状，且它们的横截面积相同，相变材料层的横截面直径为10‑20nm。