CN118175919A - 基于相变材料的开关 - Google Patents

Abstract

本说明书涉及一种基于相变材料的开关，该开关包括：第一电极、第二电极以及第三电极；由所述相变材料制成的第一区域，其耦合该第一电极和该第二电极；以及由所述相变材料制成的第二区域，其耦合该第二电极和该第三电极。

Description

基于相变材料的开关

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年12月2日提交的标题为“Commutateuràbase de matériauàchangement de phase”的法国专利申请第2212681号的优先权利益，该法国专利申请在法律允许的最大范围内以引用方式并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及电子器件。本公开更具体地涉及一种基于相变材料的开关，这种相变材料能够在导电的晶体相与电绝缘的非晶相之间交替。

背景技术

各种应用利用基于相变材料的开关或断路器来允许或阻止电流在电路中的流动。此类开关可以尤其在射频通信应用中被实施，例如，以在发射模式与接收模式之间切换天线、激活与频带相对应的滤波器等。

发明内容

需要改进现有的基于相变材料的开关。

实施例克服了已知的基于相变材料的开关的全部或部分缺点。

实施例的一个方面更具体地针对具有提高的开关速度的开关。

实施例的另一方面更具体地针对具有改进的电压或功率、行为的开关。

为此，实施例提供了一种基于相变材料的开关，该开关包括：

第一电极、第二电极和第三电极；

第一区域，该第一区域由所述相变材料制成，该第一区域耦合第一电极和第二电极；以及

第二区域，该第二区域由所述相变材料制成，该第二区域耦合第二电极和第三电极。

根据实施例，由所述相变材料制成的第一区域和由所述相变材料制成的第二区域在俯视图中具有不同的面积。

根据实施例，由所述相变材料制成的第一区域和由所述相变材料制成的第二区域沿开关的传导方向具有相同的侧向尺寸。

根据实施例，由所述相变材料制成的所述第一区域和由所述相变材料制成的所述第二区域沿与所述开关的传导方向正交的方向具有不同的侧向尺寸。

根据实施例，由所述相变材料制成的所述第一区域和由所述相变材料制成的所述第二区域中的每个区域包括一个或多个柱状件(pillar)，所述一个或多个柱状件各自在所述区域中延伸，所述柱状件由具有比所述相变材料的热导率大的热导率的材料制成。

根据实施例，柱状件的材料是电绝缘的。

根据实施例，柱状件的材料从氮化铝或氮化硅中被选择。

根据实施例，每个柱状件具有等于约300nm的最大侧向尺寸。

根据实施例，每个柱状件与相邻的柱状件间隔开大约300nm的距离。

根据实施例，所述相变材料是硫族化物(chalcogenide)材料。

根据实施例，开关还包括第一加热元件和第二加热元件，所述第一加热元件和所述第二加热元件分别位于由所述相变材料制成的所述第一区域和由所述相变材料制成的所述第二区域前面，每个加热元件与位于该加热元件前面的所述区域电绝缘。

根据实施例，第一电极和第三电极是开关的传导电极。

附图说明

本公开的上述及其他特征和优点将在下面结合附图对具体实施例的非限制性描述中进行详细讨论，在附图中：

图1A和图1B是根据实施例的基于相变材料的开关的示例的简化局部视图，分别是俯视图和沿图1A的平面AA的横截面图；

图2是根据实施例的基于相变材料的开关的示例的简化局部俯视图；以及

图3A和图3B是根据实施例的基于相变材料的开关的示例的简化局部视图，分别是俯视图和沿图3A的平面AA的横截面图。

具体实施方式

在各个图中，相同的特征已经以相同的附图标记表示。特别地，各个实施例中共同的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记，并且可以具有相同的结构、尺寸和材料特性。

为清楚起见，仅示出并详细地描述了有助于理解本文所描述的实施例的步骤和元件。特别地，没有详细地说明用于控制基于相变材料的开关的电路以及可以被提供此类开关的应用，所描述的实施例和变体与用于控制基于相变材料的开关的常规电路以及实现基于相变材料的开关的常规应用兼容。

除非另有说明，否则当提及连接在一起的两个元件时，这表示直接连接，除导体之外没有任何中间元件；并且当提及耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以连接，或者它们可以经由一个或多个其他元件耦合。

在以下描述中，当提及限定绝对位置的术语(诸如术语“前"、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等)、或相对位置的术语(诸如术语“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等)、或限定方向的术语(诸如术语“水平”、“竖直”等)时，除非另有说明，否则均指附图的取向。

除非另有说明，否则表达“约”、“大概”、“基本上”和“大约”表示±10％，优选地为±5％。

图1A和图1B是根据实施例的基于相变材料的开关100的示例的简化局部视图，分别是俯视图和沿图1A的平面AA的横截面图。

在所示示例中，开关100被形成在衬底101的内部和顶部上，例如由半导体材料(例如，硅)制成的晶片或一片晶片。

可选地，衬底101在其表面中的一个表面(在图1B的取向上的其上表面)上被涂覆有电绝缘层103。例如，绝缘层103由二氧化硅制成，并且具有大约500nm的厚度。

在所示示例中，开关100包括五个共面电极105，这些共面电极位于绝缘层103的顶部上并且与该绝缘层的与衬底101相对的表面接触。在图1A和图1B的取向上，彼此相距最远的两个电极105(称为射频电极)分别位于开关100的左侧端和右侧端，是例如旨在被连接到射频通信电路(未详述)的传导电极。在该示例中，被侧向地插入在这两个传导电极105之间的另外三个电极105是例如中间电极，该中间电极旨在不与其他导电元件耦合或连接，并且例如各自处在浮动电位。

电极105例如由导电材料或金属合金制成，该导电材料是例如金属，例如，铜或铝。每个电极105可以具有单层结构和多层结构，该多层结构例如包括：从绝缘层103的上表面开始，厚度大约10nm的钛层、厚度大约440nm的由铜和铝的合金制成的层、厚度大约10nm的另一钛层、以及厚度大约100nm的氮化钛层。例如，每个电极105在俯视图中具有基本上矩形的形状。

在图1A和图1B所示的示例中，另一电绝缘层107覆盖绝缘层103的上表面的未被涂覆有电极105的部分。绝缘层107的材料覆盖电极105的侧表面并填充在电极105之间侧向延伸的自由空间。绝缘层107使电极105彼此绝缘。在所示示例中，绝缘层107与电极105的上表面齐平。例如，绝缘层107由与绝缘层103相同的材料制成，例如由二氧化硅制成。

在所示示例中，开关100还包括由相变材料制成的四个区域109。在所示示例中，相变材料的所述区域109是分离的，并且各自耦合开关100的两个相邻的电极105。更确切地，在所示示例中，第一区域109将第一电极105(例如，在图1A和图1B的取向上，左侧的传导电极105)耦合到与第一电极105相邻的第二电极105(在该示例中，最靠近第一电极105的中间电极105)，并且与第一区域109不同的第二区域109将第二电极105耦合到与第二电极105相邻的第三电极105(在该示例中，最靠近第二电极105的中间电极105)。此外，在该示例中，与第一区域109和第二区域109不同的第三区域109将第三电极105耦合到与第三电极105相邻的第四电极105(在该示例中，最靠近第三电极105的中间电极105)，并且与第一区域109、第二区域109和第三区域109不同的另外的区域109将第四电极105耦合到与第四电极105相邻的第五电极105(在该示例中，右侧的传导电极105)。相变材料的每个区域109覆盖层107的在该区域耦合的两个相邻的电极105之间侧向延伸的部分的上表面，并且进一步在所述电极105中的每个电极的上表面的顶部上延伸并与该上表面的一部分接触。相变材料的每个区域109在俯视图中具有例如基本上矩形的形状。

在所示示例中，开关100的相变材料的区域109在俯视图中具有与制造分散体内基本上相同的面积。例如，相变材料的每个区域109具有大约一个或多个微米(例如，等于约1μm)的长度，每个区域109的长度对应于沿开关100的传导方向测量的所述区域109的侧向尺寸。在所示示例中，相变材料的区域109还具有例如大约数微米或数十微米的相同宽度，每个区域109的宽度对应于沿与开关100的传导方向正交的方向(沿与图1B的横截面平面正交的方向)测量的所述区域109的侧向尺寸。相变材料的每个区域109具有例如在100nm到300nm之间的范围内的厚度。

例如，开关100的每个区域109由被称为“硫族化物”的材料制成，即含有至少一种硫族元素的材料或合金，例如，来自锗碲化物、锑碲化物或锗锑碲化物的族的材料，更通常用缩写“GST”表示。作为变体，每个区域109由二氧化钒制成。

一般来说，相变材料是在温度变化的作用下能够在晶体相与非晶相之间交替的材料，非晶相具有比晶体相的电阻大的电阻。在开关100的情况下，利用该现象，以在区域109的材料的至少一部分处于非晶相时获得非导电状态，从而阻止电流在电极105之间流动，并且利用该现象，以在区域109的材料处于晶相时获得导电状态，从而允许电流在电极105之间流动。

在所示示例中，每个区域109的与衬底101相对的表面(在图1B的取向上，每个区域109的上表面)被涂覆有电绝缘层111。例如，绝缘层111由介电且导热的材料(例如，氮化硅或氮化铝)制成。图1A中未示出绝缘层111，以避免使图过载。

在所示示例中，开关100还包括四个加热元件113，这些加热元件分别位于层111的顶部上并且与该层的上表面接触，与相变材料的四个区域109竖直对齐。每个加热元件113通过对应的层111与下层的区域109电绝缘。在所示示例中，每个加热元件113具有沿基本上正交于开关100的传导方向的方向延伸的矩形条的形状。在所示示例中，每个加热元件113的两端分别连接到两个控制电极115。每个加热元件113的控制电极115例如与其他加热元件113的控制电极115电绝缘。例如，开关100的每个加热元件113通过其电极115耦合或连接到与其他加热元件113的控制电路不同的控制电路。为避免使图过载，图1A和图1B中未示出加热元件113的控制电路。

每个加热元件113例如具有大约100nm的厚度以及在数百纳米到数微米的范围内(例如，在500nm到3.5μm之间的范围内)的宽度，每个加热元件113的宽度对应于沿开关100的传导方向测量的所述加热元件113的侧向尺寸。例如，每个加热元件113由金属(例如，钨)制成，或者由金属合金(例如，钛氮化物)制成。

虽然图中没有示出这一点，但是开关100的结构可以在衬底101的上表面侧上被涂覆旨在限制由加热元件113产生的热的隔热层。

在开关100在导通状态与关断状态之间的切换期间，开关100的加热元件113的控制电极115例如同时被经受控制电压，从而使得电流流经加热元件113。该电流通过焦耳效应并且然后通过开关100的结构(尤其是通过层111)内部的辐射和/或传导，使位于相应加热元件113前面的下层区域109从其上表面开始温度上升。

更确切地，为了使开关100从关断状态切换到导通状态，借助于加热元件113来加热相变材料的区域109，例如在温度T1下加热，并且加热持续时间为d1。选择温度T1和持续时间d1以使区域109的材料从非晶相相变到晶相。温度T1例如高于区域109的材料的结晶温度，并且低于其熔化温度。例如，温度T1在150℃至350℃之间的范围内，并且持续时间d1短于1μs。在区域109由锗碲化物制成的情况下，温度T1例如等于约300℃，并且持续时间d1例如在100ns至1μs的范围内。

相反，为了使开关100从导通状态切换到关断状态，借助于加热元件113来加热相变材料区域109，例如在比温度T1高的温度T2下加热，并且加热达比持续时间d1短的持续时间d2。选择温度T2和持续时间d2以使区域109的材料从晶相相变到非晶相。温度T2例如高于相变材料的熔化温度。例如，温度T2在600℃至1,000℃之间的范围内，并且持续时间d2短于500ns。在区域109由锗碲化物制成的情况下，温度T2例如等于约700℃，并且持续时间d2例如等于约100ns。

开关100被称为“间接加热”型开关，相变材料的温度上升是通过电流流过与相变材料绝缘的电加热元件获得的，这与“直接加热”型开关不同，“直接加热”型开关不包括加热元件，并且温度上升是由直接流过相变材料的电流引起的。在直接加热型开关的情况下，控制电极例如被连接到相变材料的区域的两个相对的侧，例如，沿正交于开关的传导路径的方向。直接加热型开关的缺点在于以下事实：当开关导通时，通过相变材料在控制电极与开关的传导电极之间形成电传导路径。这会产生漏电流，漏电流干扰在传导电极之间传输的信号。

提供相变材料的多个区域109的事实有利地使得能够在使得在关断状态下能够在开关100的传导电极105之间达到高的击穿电压(例如，大于或等于4V)的同时减少每次切换所需的电能的量和持续时间。因此，与包括具有与开关100的相变材料的区域109的体积总和基本上相同的体积的相变材料的单个区域的模拟开关相比，开关100具有更高的切换速度、更低的能耗和更高的可靠性。

图2是根据实施例的基于相变材料的开关200的示例的简化局部俯视图。开关200在沿图2的平面AA的横截面图中例如具有与在图1B中使用的结构相同或类似的结构。图2中未示出绝缘层111，以避免使图过载。

图2的开关200包括与图1的开关100共同的元件。下文将不再详述这些共同元件。

图2的开关200与图1的开关100的不同之处在于，开关200的相变材料的区域109在俯视图中具有不同的面积。在所示示例中，相变材料的区域109具有沿开关200的传导方向从传导电极105中的一个传导电极105到另一传导电极105(在图2的取向上，从左端的电极105到右端的电极105)增加的面积。在所示示例中，相变材料的区域109具有与制造分散体内相同的长度、以及不同的宽度，例如在开关200的两个传导电极105之间增加的宽度。例如，与具有最大面积的区域109接触的传导电极105适于被置于高电位，例如大于或等于4V，与具有最小面积的区域109接触的另一传导电极105在该示例中旨在被置于参考电位，例如射频接地。此外，相变材料的两个连续的区域109之间的面积或宽度的差异全部都更大，因为区域109靠近与具有最大面积的区域109接触的传导电极105(在图2的取向上，靠近右侧端电极105)。

例如确定每个区域109的宽度或面积，使得当开关200处于关断状态并且由于射频信号的施加而引起的电压被施加在其传导电极105之间时，分别被施加到每个区域109的所得到的电压，即针对每个区域109，被施加在其耦合的两个电极105之间的电压基本上相同或平衡。这有利地使得能够改进开关200的击穿电压。

图3A和图3B是根据实施例的基于相变材料的开关300的示例的简化局部视图，分别是俯视图和沿图3A的平面AA的横截面图。

在所示示例中，开关300包括在相变材料的每个区域109中延伸的柱状件301。更确切地，在所示示例中，柱状件301竖直地延伸穿过区域109的整个厚度。

柱状件301例如由具有比区域109的相变材料的热导率大的热导率的材料制成。例如，柱状件301由电绝缘且导热的材料制成，例如氮化硅、氮化铝等。作为变体，柱状件301可以由导电且导热的材料制成，例如金属。然而，对于射频通信应用中的开关300的实现方式，优选地使用由电绝缘材料制成的柱状件301，以限制或避免寄生电容现象的发生。

在所示示例中，柱状件301在俯视图中各自具有基本上圆形的横截面。然而，该示例并非是限制性的，并且柱状件301可以具有任何形状，例如矩形或正方形形状的横截面。例如，每个柱状件301具有等于约300nm的最大侧向尺寸(例如，直径，在柱状件具有基本上圆形的横截面的所示示例中)。此外，每个柱状件301例如与相邻的柱状件301间隔开大约300nm的距离。柱状件301根据周期性模式例如分布在相变材料的每个区域109内。虽然已经示出了开关300的每个区域109包括数十个柱状件301的示例，但是开关300的每个区域109都可以包括大于或等于1的任意数目的柱状件301。

柱状件301的存在提供了以下优点：由每个加热元件113产生的热在相变材料的下层区域109中更高效地被传播。特别地，与具有主要从其相应上表面被加热的区域109的开关100和开关200相比，来源于开关300的加热元件113的热进一步扩散到下层区域109的相变材料的中心。开关300因此具有比开关100和开关200的热效率大的热效率。

在开关300的情况下，对于在加热元件113的控制电极115之间施加的相同的控制电压，加热元件113相对于开关100的加热元件113经历更低的温度上升。此外，对于相同的控制电压，与开关100的109区域相比，开关300的区域109经历较高的温度上升。由加热元件113和区域109在切换步骤期间分别达到的温度之间的差在开关300的情况下比在开关100的情况下低。

对于厚度相当的区域109，相比于开关100，开关300使得能够获得更短的切换持续时间或更快的切换速度。有利地，可以利用开关300的提高的热效率来增加区域109相对于开关100的厚度，从而降低开关300的品质因数(figure of merit)，而不会降低相对于开关100的切换持续时间。加热元件113可以进一步有利地被从下层的区域109抽离。这然后使得开关300相对于开关100的关断状态电容减小，并且因此改进品质因数。

在所示示例中，柱状件301横跨层111的整个厚度。更确切地，在该示例中，每个柱状件301从绝缘层111中的一个绝缘层的上表面竖直地延伸至下层的区域109的下表面。

在所示示例中，开关300还可选地包括单独的电绝缘区域303，每个电绝缘区域覆盖电绝缘层107的在两个相邻的电极105之间延伸的部分，区域303进一步在所述电极105中的每个电极的上表面的顶部上延伸并且与该上表面的一部分接触。例如，每个区域303具有大约20nm的厚度。例如，电绝缘区域303由介电材料(例如，氮化硅)制成。

在所示示例中，开关300还包括被插入在层111与上覆的加热元件113之间的电绝缘层305。在所示示例中，层305覆盖柱状件301的上表面、层111的上表面和侧面、区域109的侧面、以及电极105的上表面的暴露部分。例如，层305由电绝缘且导热的材料制成，例如由与柱状件301的材料相同的材料制成，例如由氮化硅或氮化铝制成。

开关300具有其中加热元件113比相变材料的层109距离衬底101更远的结构。这导致低热容量的存在，因为加热元件113可以位于靠近环境空气。这有利于实现快速的热交换，并且因此减少了切换时间。

已经描述了各种实施例和变体。本领域技术人员应当理解，这些不同实施例和变体的特定特征可以被组合，并且本领域技术人员还可以想到其他变体。特别地，本领域技术人员能够基于本公开的指示，将开关300的实施例与开关100和开关200的实施例结合，尤其是通过在开关100和开关200的相变材料的每个区域109中提供与开关300的柱状件301类似或相同的柱状件。

此外，尽管已经示出并描述了开关100、开关200和开关300的示例各自包括五个电极105以及相变材料的四个区域109，但是本领域技术人员能够将本公开的实施例调整为基于相变材料的开关，该开关包括大于或等于三的整数N个电极105以及相变材料的N-1个区域109，序号为k(1≤k≤N-1)的区域109将序号为k的电极105耦合到序号为k+1的电极105。

此外，尽管已经示出并描述了具有共面的电极105的开关100、开关200和开关300的示例，但是这些示例并不是限制性的，并且本领域技术人员能够将所描述的实施例适用于开关的电极105不是共面的情况。

最后，基于上文给出的功能指示，所描述的实施例和变体的实际实现方式在本领域技术人员的能力范围内。特别地，所描述的实施例并不限于本公开中提到的材料和尺寸的具体示例。

基于相变材料的开关(100；200；300)可以概括为包括：第一电极(105)、第二电极(105)和第三电极(105)；耦合第一电极和第二电极的由所述相变材料制成的第一区域(109)；以及耦合第二电极和第三电极的由所述相变材料制成的第二区域(109)。

由所述相变材料制成的第一区域(105)和由所述相变材料制成的第二区域(109)可以在俯视图中具有不同的面积。

由所述相变材料制成的第一区域和由所述相变材料制成的第二区域(109)沿开关(100；200；300)的传导方向可以具有相同的侧向尺寸。

由相变材料制成的第一区域和由所述相变材料制成的第二区域(109)沿正交于开关(100；200；300)的传导方向的方向可以具有不同的侧向尺寸。

由所述相变材料制成的第一区域和由所述相变材料制成的第二区域(109)中的每个区域可以包括一个或多个柱状件(301)，该一个或多个柱状件各自在所述区域中延伸，这些柱状件由具有比所述相变材料的热导率大的热导率的材料制成。柱状件(301)的材料可以是电绝缘的。

柱状件(301)的材料可以从氮化铝和氮化硅中被选择。

每个柱状件(301)可以具有等于约300nm的最大侧向尺寸。

每个柱状件(301)可以与相邻的柱状件之间间隔开大约300nm的距离。

所述相变材料可以是硫族化物材料。

开关还可以包括第一加热元件(113)和第二加热元件(113)，第一加热元件(113)和第二加热元件(113)分别位于由所述相变材料制成的第一区域(109)和由所述相变材料制成的第二区域(109)前面，每个加热元件与位于该加热元件前面的所述区域电绝缘。

第一电极(105)和第三电极(105)可以是开关(100；200；300)的传导电极。

上述各种实施例可以被组合以提供更多的实施例。如果需要的话，还可以对实施例的各个方面进行修改，以采用各种专利、应用和出版物中的概念来提供更多的实施例。

根据上述详细描述，可以对实施例进行上述及其他修改。一般来说，在所附的权利要求书中，所用的术语不应被解释为将权利要求限制在说明书和权利要求书中公开的具体实施例中，而应被解释为包括所有可能的实施例以及这些权利要求书所享有的等同物的全部范围。因此，权利要求不受本公开的限制。

Claims (19)

1.一种相变材料开关，包括：

第一电极、第二电极和第三电极；

第一区域，由所述相变材料制成，所述第一区域耦合所述第一电极和所述第二电极；以及

第二区域，由所述相变材料制成，所述第二区域耦合所述第二电极和所述第三电极。

2.根据权利要求1所述的开关，其中由所述相变材料制成的所述第一区域和由所述相变材料制成的所述第二区域在俯视图中具有不同的面积。

3.根据权利要求1所述的开关，其中由所述相变材料制成的所述第一区域和由所述相变材料制成的所述第二区域沿所述开关的传导方向具有相同的侧向尺寸。

4.根据权利要求1所述的开关，其中由所述相变材料制成的所述第一区域和由所述相变材料制成的所述第二区域沿与所述开关的传导方向正交的方向具有不同的侧向尺寸。

5.根据权利要求1所述的开关，其中由所述相变材料制成的所述第一区域和由所述相变材料制成的所述第二区域中的每个区域包括一个或多个柱状件，所述一个或多个柱状件各自在所述区域中延伸，所述柱状件由具有比所述相变材料的热导率大的热导率的材料制成。

6.根据权利要求5所述的开关，其中所述柱状件的所述材料是电绝缘的。

7.根据权利要求5所述的开关，其中所述柱状件的所述材料从氮化铝和氮化硅中被选择。

8.根据权利要求5所述的开关，其中每个柱状件具有等于约300nm的最大侧向尺寸。

9.根据权利要求5所述的开关，其中每个柱状件与相邻的柱状件间隔开大约300nm的距离。

10.根据权利要求1所述的开关，其中所述相变材料是硫族化物材料。

11.根据权利要求1所述的开关，还包括第一加热元件和第二加热元件，所述第一加热元件和所述第二加热元件分别位于由所述相变材料制成的所述第一区域和由所述相变材料制成的所述第二区域前面，每个加热元件与位于该加热元件前面的所述区域电绝缘。

12.根据权利要求1所述的开关，其中所述第一电极和所述第三电极是所述开关的传导电极。

13.一种器件，包括：

衬底；

第一电极，在所述衬底上；

第二电极，在所述衬底上；

第三电极，在所述衬底上，所述第二电极在所述第一电极与所述第三电极之间；

第一相变材料，在所述第一电极和所述第二电极上；以及

第二相变材料，在所述第二电极和所述第三电极上。

14.根据权利要求13所述的器件，包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层在所述第一电极与所述第二电极之间，所述第二绝缘层在所述第二电极与所述第三电极之间。

15.根据权利要求14所述的器件，其中所述第一相变材料在所述第一绝缘层上，并且所述第二相变材料在所述第二绝缘层上。

16.根据权利要求15所述的器件，包括第一加热元件和第二加热元件，所述第一加热元件在所述第一相变材料上，所述第二加热元件在所述第二相变材料上。

17.一种器件，包括：

衬底；

第一电极，在所述衬底上；

第二电极，在所述衬底上；

第一隔离区域，在所述第一电极与所述第二电极之间；

第一相变材料区域，在所述第一隔离区域上以及在所述第一电极的部分和所述第二电极的部分上，所述第一相变材料区域包括第一多个柱状件。

18.根据权利要求17所述的器件，包括第三电极和第二隔离区域，所述第三电极在所述衬底上，所述第二隔离区域在所述第二电极与所述第三电极之间。

19.根据权利要求18所述的器件，包括第二相变材料区域，所述第二相变材料区域在所述第二电极的部分和所述第三电极的部分上，所述第二相变材料区域包括第二多个柱状件。