相变存储器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种相变存储器，尤其涉及一种具有碳纳米管线的相变存储器。
【背景技术】
[0002] 存储器是信息产业中重要的组成部件之一，如何发展新型的低成本、高密度、速度 快、长寿命的非易失存储器一直是信息产业研究的重要方向。
[0003] 作为非易失性存储器的下一代产品，相变存储器是一种利用特殊相变材料的晶相 与非晶相导电性的差异来存储信息的存储器。相变存储器基于其独特的特点如较快的响应 速度、较优的耐用性以及较长的数据保存时间等，已备受关注，其不仅能够在移动电话、数 码相机、MP3播放器、移动存储卡等民用微电子领域得到广泛应用，而且在航空航天及导弹 系统等军用领域有着重要的应用前景。
[0004] 然而，相变存储器在真正实用化之前还有很多问题需要解决，如现有技术的相变 存储器用于动态存储时，一般利用金属或半导体材料作为加热元件，加热所述相变材料使 之产生相变，但由于加热元件在多次的循环加热过程中易受热变形或氧化，从而影响相变 存储器的使用寿命，并且响应速度较慢，难以满足数据高速读写的需要。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，确有必要提供一种具有较长使用寿命且具有较快的响应速度的相变存 储器。
[0006] -种相变存储器，其包括：一基底；多个第一行电极引线，其相互平行且间隔设置 于所述基底表面；多个第二行电极引线，其相互平行且间隔设置于所述基底表面，并且所述 第二行电极引线与所述第一行电极引线交替设置；多个列电极引线，其相互平行且间隔设 置于所述基底表面，所述多个列电极引线与多个第一行电极引线、多个第二行电极引线相 互交且叉绝缘设置，相邻的第一行电极引线、第二行电极引线与相邻的两个列电极引线形 成一个网格；多个相变存储单元，每个相变存储单元对应一个网格设置，每个相变存储单元 包括一数据写入电路，该数据写入电路包括依次串联的一第一行电极引线、至少一碳纳米 管线及一列电极引线，用于相变存储单元工作过程中的数据写入；一数据读取电路，该数据 读取电路包括依次串联的一第二行电极引线、至少一相变层、所述至少一碳纳米管线及所 述第一行电极引线或列电极引线，用于相变存储单元工作过程中的数据读取，所述至少一 碳纳米管线具有一弯折部，所述至少一相变层对应地与所述至少一碳纳米管线的弯折部电 接触。
[0007] -种相变存储器，其包括：多个相变存储单元设置成行列式阵列，每一相变存储单 元包括至少一碳纳米管线，所述碳纳米管线具有一弯折部；一相变层，所述相变层与所述碳 纳米管线的弯折部至少部分层叠设置；设置在每一行的多个相变存储单元中的碳纳米管线 的两端分别与一第一行电极引线及一第一列电极引线电连接，所述相变层与一第二行电极 引线电连接，通过在所述第一行电极引线及第一列电极引线之间通入电流的方式加热所述 相变层实现数据写入，通过在第一行电极引线及第二行电极引线之间输入电流的方式实现 数据读取。
[0008] 相较于现有技术，本发明提供的相变存储器，由于碳纳米管线中的碳纳米管具有 良好的导热能力以及稳定的化学性质，因此可以提高所述相变存储器的使用寿命。另外，由 于将碳纳米管线的弯折部作为加热器件加热所述相变层，可以充分利用碳纳米管线在弯折 部的热量积累，能够提高所述相变层的热响应效率，进而提高所述相变存储器的读写速率。
【附图说明】
[0009] 图1为本发明第一实施例提供的相变存储单元的结构示意图。
[0010] 图2为本发明第一实施例提供的碳纳米管线弯折部的局部放大图。
[0011] 图3为本发明第一实施例提供的非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。
[0012] 图4为本发明第一实施例提供的扭转的碳纳米管线的扫描照片。
[0013] 图5为本发明第二实施例提供的相变存储单元的结构示意图。
[0014] 图6为本发明第二实施例提供的相变存储单元中弯折部的结构示意图。
[0015] 图7为本发明第三实施例提供的相变存储单元的制备方法的工艺流程图。
[0016] 图8为图7所示的相变存储单元的制备方法中制备相变层的的工艺流程图。
[0017] 图9为本发明第四实施例提供的相变存储单元的制备方法的工艺流程图。
[0018] 图10为图9所示的相变存储单元的制备方法中弯折碳纳米管线的工艺流程图。
[0019] 图11为本发明第五实施例提供的相变存储器的结构示意图。
[0020] 主要元件符号说明
【主权项】
1. 一种相变存储器，其包括： 一基底； 多个第一行电极引线，其相互平行且间隔设置于所述基底表面； 多个第二行电极引线，其相互平行且间隔设置于所述基底表面，并且所述第二行电极 引线与所述第一行电极引线交替设置； 多个列电极引线，其相互平行且间隔设置于所述基底表面，所述多个列电极引线与多 个第一行电极引线、多个第二行电极引线相互交且叉绝缘设置，相邻的第一行电极引线、第 二行电极引线与相邻的两个列电极引线形成一个网格； 多个相变存储单元，每个相变存储单元对应一个网格设置，每个相变存储单元包括一 数据写入电路，该数据写入电路包括依次串联的一第一行电极引线、至少一碳纳米管线及 一列电极引线，用于相变存储单元工作过程中的数据写入；一数据读取电路，该数据读取电 路包括依次串联的一第二行电极引线、至少一相变层、所述至少一碳纳米管线及所述第一 行电极引线或列电极引线，用于相变存储单元工作过程中的数据读取，所述至少一碳纳米 管线具有一弯折部，所述至少一相变层对应地与所述至少一碳纳米管线的弯折部电接触。
2. 如权利要求1所述的相变存储器，其特征在于，所述碳纳米管线为一连续的碳纳米 管线，包括通过范德华力相连的多个碳纳米管，所述多个碳纳米管的延伸方向基本平行于 所述碳纳米管线的延伸方向。
3. 如权利要求2所述的相变存储器，其特征在于，所述碳纳米管线为一弯折的碳纳米 管线，包括依次连续一第一分支、弯折部及第二分支，所述第一分支及第二分支间隔设置。
4. 如权利要求3所述的相变存储器，其特征在于，进一步包括一第一电极分别与所述 第一分支及第一行电极引线电连接，一第二电极与所述第二分支及所述第一列电极引线电 连接，构成所述数据写入电路。
5. 如权利要求3所述的相变存储器，其特征在于，进一步包括一第三电极与所述相变 层间隔设置，且所述第三电极分别与所述相变层及第二行电极引线电连接。
6. 如权利要求1所述的相变存储器，其特征在于，所述每一碳纳米管线的弯折部为一 弧形弯折或形成一折角。
7. 如权利要求6所述的相变存储器，其特征在于，所述碳纳米管线的弯折部弯折的角 度9大于30度小于等于120度。
8. 如权利要求6所述的相变存储器，其特征在于，所述碳纳米管线的弯折部为一对折 的结构。
9. 如权利要求6所述的相变存储器，其特征在于，所述碳纳米管线在所述弯折部螺旋 回转形成回型环状结构。
10. 如权利要求9所述的相变存储器，其特征在于，所述相变层覆盖所述回型环状结构 的弯折部。
11. 如权利要求9所述的相变存储器，其特征在于，所述回型环状结构的内径为2微米 至10微米。
12. 如权利要求1所述的相变存储器，其特征在于，所述碳纳米管线为非扭转的碳纳米 管线或扭转的碳纳米管线。
13. 如权利要求1所述的相变存储器，其特征在于，所述第三电极与所述碳纳米管线的 弯折部之间的距离为100纳米至10微米。
14. 一种相变存储器，其包括：多个相变存储单元设置成行列式阵列，每一相变存储单 元包括至少一碳纳米管线，所述碳纳米管线具有一弯折部；一相变层，所述相变层与所述碳 纳米管线的弯折部至少部分层叠设置；设置在每一行的多个相变存储单元中的碳纳米管线 的两端分别与一第一行电极引线及一第一列电极引线电连接，所述相变层与一第二行电极 引线电连接，通过在所述第一行电极引线及第一列电极引线之间通入电流的方式加热所述 相变层实现数据写入，通过在第一行电极引线及第二行电极引线之间输入电流的方式实现 数据读取。
【专利摘要】本发明提供一种相变存储器，其包括：多个相变存储单元设置成行列式阵列，每一相变存储单元包括至少一碳纳米管线，所述碳纳米管线具有一弯折部；一相变层，所述相变层与所述碳纳米管线的弯折部至少部分层叠设置；设置在每一行的多个相变存储单元中的碳纳米管线的分别与一第一行电极引线及一第一列电极引线电连接，所述相变层与一第二行电极引线电连接，通过在所述第一行电极引线及第一列电极引线之间通入电流的方式加热所述相变层实现数据写入，通过在第一行电极引线及第二行电极引线之间输入电流的方式实现数据读取。
【IPC分类】H01L27-24, H01L45-00
【公开号】CN104779345
【申请号】CN201410016740
【发明人】柳鹏, 吴扬, 李群庆, 姜开利, 王佳平, 范守善
【申请人】清华大学, 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年1月15日