CN118301943A - 相变存储器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了一种相变存储器及其制造方法，该方法包括：提供多个彼此间隔的存储单元；存储单元至少包括沿第一方向自下而上堆叠的第一电极、第一功能元件、第二电极；通过区域选择性沉积工艺形成覆盖第一功能元件的侧壁的保护层；形成覆盖第一电极的侧壁、保护层的侧壁以及第二电极的侧壁的第一绝缘层；保护层可阻挡第一绝缘层与第一功能元件之间的扩散。

Description

相变存储器及其制造方法

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，例如涉及一种相变存储器及其制造方法。

背景技术

三维交叉点存储器，如相变存储器(PCM，Phase Change Memory)是一种使用硫族化合物作为存储介质的存储技术，利用材料在不同状态下的电阻差异来保存数据。PCM具有可按位寻址、断电后数据不丢失、存储密度高、读写速度快等优势，被认为是最有前景的下一代存储器。

然而，相关技术中，三维交叉点存储器还存在各种挑战。

发明内容

为解决相关技术问题，本公开实施例提出一种相变存储器及其制造方法。

第一方面，本公开实施例提供了一种相变存储器，包括：

多个彼此间隔的存储单元；所述存储单元至少包括沿第一方向自下而上堆叠的第一电极、第一功能元件、第二电极；

保护层；所述保护层覆盖所述第一功能元件的侧壁；

第一绝缘层；所述第一绝缘层覆盖所述第一电极的侧壁、所述保护层的侧壁以及所述第二电极的侧壁，所述保护层可阻挡所述第一绝缘层与所述第一功能元件之间的扩散。

上述方案中，所述保护层的材料包括以下至少之一：氧化硅、碳氧化硅、氧化锗、氧化砷。

上述方案中，所述保护层包括第一子保护层；所述第一功能元件包括沿第二方向相对的两个第一侧壁以及沿第三方向相对的两个第二侧壁，所述第一子保护层覆盖所述第一侧壁；所述第二方向和所述第三方向均与所述第一方向垂直，且所述第二方向与所述第三方向相交。

上述方案中，所述第一子保护层沿所述第二方向的尺寸范围为1nm～5nm。

上述方案中，所述第一功能元件沿所述第二方向的尺寸小于或等于所述第一电极沿所述第二方向的尺寸以及所述第二电极沿所述第二方向的尺寸。

上述方案中，所述保护层还包括第二子保护层；所述第二子保护层覆盖所述第二侧壁，且所述第一功能元件沿所述第三方向的尺寸小于或等于所述第一电极沿所述第三方向的尺寸以及所述第二电极沿所述第三方向的尺寸。

上述方案中，所述第一功能元件包括PCM元件或选通元件。

上述方案中，所述相变存储器还包括第二绝缘层；所述第二绝缘层覆盖所述第一绝缘层的侧壁。

上述方案中，所述第一绝缘层的材料包括氮化硅，所述第二绝缘层的材料包括氧化硅。

第二方面，本公开实施例提供了一种相变存储器的制造方法，所述方法包括：

提供多个彼此间隔的存储单元；所述存储单元至少包括沿第一方向自下而上堆叠的第一电极、第一功能元件、第二电极；

通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能元件的侧壁的保护层；

形成覆盖所述第一电极的侧壁、所述保护层的侧壁以及所述第二电极的侧壁的第一绝缘层；所述保护层可阻挡所述第一绝缘层与所述第一功能元件之间的扩散。

上述方案中，所述提供多个彼此间隔的存储单元，包括：

提供沿所述第一方向自下而上堆叠的第一电极层、第一功能层、第二电极层；

对所述第一电极层、第一功能层、第二电极层进行第一刻蚀处理，形成沿第三方向延伸且沿第二方向排布的多个第一凹槽；所述第一凹槽将所述第一电极层、第一功能层、第二电极层分别分割为第一电极条、第一功能条、第二电极条，所述第一功能条沿所述第二方向的尺寸小于或等于所述第一电极条沿所述第二方向的尺寸以及所述第二电极条沿所述第二方向的尺寸；所述第二方向和所述第三方向均与所述第一方向垂直，且所述第二方向与所述第三方向相交；

所述通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能元件的侧壁的保护层，包括：

在所述第一凹槽中通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能条沿所述第二方向相对的两个侧壁的第一子保护层。

上述方案中，所述提供多个彼此间隔的存储单元，还包括：

对所述第一电极条、第一功能条、第二电极条以及所述第一子保护层进行第二刻蚀处理，形成沿所述第二方向延伸且沿所述第三方向排布的多个第二凹槽；所述第二凹槽将所述第一电极条、第一功能条、第二电极条分别分割为第一电极、第一功能元件、第二电极，所述第一功能元件沿所述第三方向的尺寸小于或等于所述第一电极沿所述第三方向的尺寸以及所述第二电极沿所述第三方向的尺寸；

所述通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能元件的侧壁的保护层，包括：

在所述第二凹槽中通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能元件沿所述第三方向相对的两个侧壁的第二子保护层。

上述方案中，所述保护层的材料包括以下至少之一：氧化硅、碳氧化硅、氧化锗、氧化砷。

上述方案中，所述方法还包括：

形成覆盖所述第一绝缘层的侧壁的第二绝缘层；所述第一绝缘层的材料包括氮化硅，所述第二绝缘层的材料包括氧化硅。

本公开实施例提供了一种相变存储器及其制造方法，所述相变存储器包括：多个彼此间隔的存储单元；所述存储单元至少包括沿第一方向自下而上堆叠的第一电极、第一功能元件、第二电极；保护层；所述保护层覆盖所述第一功能元件的侧壁；第一绝缘层；所述第一绝缘层覆盖所述第一电极的侧壁、所述保护层的侧壁以及所述第二电极的侧壁，所述保护层可阻挡所述第一绝缘层与所述第一功能元件之间的扩散。通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能元件的侧壁的保护层，第一方面，由于区域选择性沉积工艺过程中没有等离子体的参与，因此可以避免等离子体对第一功能元件的损伤；第二方面，由于使用区域选择性沉积工艺仅在第一功能元件侧壁形成保护层，使得可以减少反应气源对第一电极层和第二电极层的消耗；第三方面，保护层可阻挡所述第一绝缘层与所述第一功能元件之间的扩散，从而使得能提高相变存储器的性能。

附图说明

图1-图3为本公开一实施例中的一种相变存储器的制造方法中的结构示意图；

图4为本公开实施例提供的一种相变存储器的结构示意图；

图5为本公开实施例提供的一种相变存储器的结构示意图；

图6为本公开实施例提供的一种相变存储器的制造方法的实现流程示意图；

图7-图19为本公开另一实施例提供的一种相变存储器的制造方法中的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本公开更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本公开可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本公开发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述；即，这里不描述实际实施例的全部特征，不详细描述公知的功能和结构。

在附图中，为了清楚，层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在……上”、“与……相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在……上”、“与……直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本公开教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时，并不表明本公开必然存在第一元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本公开的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。

在相变存储器中，需要对相变存储器的存储单元进行密封保护。如图1至图3所示，在一些实施例中，在对功能元件层的材料进行刻蚀后，会通过原子层沉积工艺在第一电极1001的侧壁、功能元件1002的侧壁、第二电极1003的侧壁形成氮化硅层1004，并通过原子层沉积工艺在氮化硅层1004的侧壁形成氧化硅层1005。一方面，氮化硅的沉积过程中会对功能元件1002的材料造成一定的损伤，且氧化硅层1005沉积时有高温过程也会对功能元件1002的材料造成损伤，如图4所示，使得氮化硅中的氮元素易扩散至功能元件1002中，引起功能元件1002的失效；另一方面，随着对存储器密度要求的提高，氮化硅层1004在存储单元的侧壁生长的厚度有限，且氮化硅层1004对功能元件1002的粘附性较差，使得氮化硅层1004与功能元件1002之间存在间隙，如图5所示，使得功能元件1002的材料易沿着第一电极1001、第二电极1003、功能元件1002与氮化硅层1004接触角处的薄弱点往外扩散，进而造成功能元件1002失效，影响产品良率和性能。

在一些实施例中，通过改善氮化硅层1004的致密性来提高保护性能，但是保护性能提高有限。另一些实施例中，在刻蚀功能元件层的材料之后，先通过等离子体增强原子层沉积工艺在第一电极1001的侧壁、功能元件1002的侧壁、第二电极1003的侧壁沉积一层氧化硅，但等离子体增强原子层沉积工艺沉积过程中等离子体会对功能元件1002的材料造成一定损伤，且第一电极1001、第二电极1003和功能元件1002的表面都会沉积氧化硅，会消耗一部分第一电极1001和一部分第二电极1003。

为此，为解决上述问题中的一个或多个，提出了本公开实施例的以下技术方案。

本公开实施例提供一种相变存储器的制造方法，图6为本公开实施例提供的一种相变存储器的制造方法的实现流程示意图。如图6所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S1001：提供多个彼此间隔的存储单元；所述存储单元至少包括沿第一方向自下而上堆叠的第一电极、第一功能元件、第二电极；

步骤S1002：通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能元件的侧壁的保护层；

步骤S1003：形成覆盖所述第一电极的侧壁、所述保护层的侧壁以及所述第二电极的侧壁的第一绝缘层；所述保护层可阻挡所述第一绝缘层与所述第一功能元件之间的扩散。

本公开实施例中，通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能元件的侧壁的保护层，第一方面，由于区域选择性沉积工艺过程中没有等离子体的参与，因此可以避免等离子体对第一功能元件的损伤；第二方面，由于使用区域选择性沉积工艺仅在第一功能元件侧壁形成保护层，使得可以减少反应气源对第一电极层和第二电极层的消耗；第三方面，保护层可阻挡所述第一绝缘层与所述第一功能元件之间的扩散，从而使得能提高相变存储器的性能。

在一些具体示例中，多个存储单元中的每个存储单元均位于同一平面上，且呈柱状，多个存储单元之间形成有凹槽。实际应用中，在形成存储单元后需要向凹槽中填充一些绝缘材料，以实现保护存储单元，同时隔离各存储单元的目的。实际应用中，形成柱状的存储单元的方法可以包括刻蚀工艺，包括但不限于干法刻蚀。

在一些实施例中，所述存储单元包括堆叠设置的第一电极、第一功能元件及第二电极。

在一些实施例中，所述第一功能元件包括PCM元件或选通元件。

需要说明的是，本公开实施例的附图中只是示例性的示出了存储单元中的部分结构。在一些具体示例中，所述存储单元还可以包括第三电极以及第二功能元件。第二功能元件可以位于第二电极与第三电极之间。当第一功能元件为PCM元件时，第二功能元件可以为选通元件；当第一功能元件为选通元件时，第二功能元件可以为PCM元件。

这里的第二方向可以为本公开附图中所示的x轴方向，第三方向可以为本公开附图中所示的y轴方向，第一方向可以为本公开附图中所示的z轴方向。在一些实施例中，多个存储单元可以沿第二方向和第三方向呈阵列排布。

在一些具体示例中，通过选通元件的导通实现电极对PCM元件的加热或淬火，以实现PCM元件的晶态与非晶态之间的切换；通过PCM元件的晶态与非晶态之间的切换实现数据的存储。所述PCM元件的材料包括基于硫属元素化物的合金(硫属元素化物玻璃)，例如GST(Ge-Sb-Te)合金，或者包括任何其他适当的相变材料；所述选通元件的材料可以包括任何适当的OTS材料，诸如Zn_xTe_y、Ge_xTe_y、Nb_xO_y、Si_xAs_yTe_z等；电极的材料可以包括导电材料，所述导电材料包括但不限于钨(W)、钴(Co)、铜(Cu)、铝(Al)、碳(C)、多晶硅、掺杂硅、硅化物或其任何组合。在一些具体实施例中，电极的材料包括碳，例如非晶碳。

在一些具体示例中，所述相变存储器还包括衬底，多个存储单元可以设置在所述衬底上，衬底可以为单质半导体材料衬底(例如为硅(Si)衬底、锗(Ge)衬底等)、复合半导体材料衬底(例如为锗硅(SiGe)衬底等)，或绝缘体上硅(SOI)衬底、绝缘体上锗(GeOI)衬底等。

在一些实施例中，如图7以及图8所示，所述提供多个彼此间隔的存储单元，包括：

提供沿所述第一方向自下而上堆叠的第一电极层、第一功能层、第二电极层；

对所述第一电极层、第一功能层、第二电极层进行第一刻蚀处理，形成沿第三方向延伸且沿第二方向排布的多个第一凹槽；所述第一凹槽将所述第一电极层、第一功能层、第二电极层分别分割为第一电极条101、第一功能条102、第二电极条103，所述第一功能条102沿所述第二方向的尺寸小于或等于所述第一电极条101沿所述第二方向的尺寸以及所述第二电极条103沿所述第二方向的尺寸；所述第二方向和所述第三方向均与所述第一方向垂直，且所述第二方向与所述第三方向相交。

图7为俯视结构示意图，图8为图7所示的AA’方向的截面图。第一电极条101和第二电极条103沿第二方向的尺寸可以相等，第一功能条102沿第二方向的尺寸可以等于第一电极条101沿第二方向的尺寸，也可以如图8所示的第一功能条102沿第二方向的尺寸小于第一电极条101沿第二方向的尺寸。

可以理解的是，当第一功能条102沿第二方向的尺寸小于第一电极条101沿第二方向的尺寸时，形成的保护层可以与第一功能条102更好的贴合，减少第一功能条102与第一电极条101、第二电极条103的缝隙，从而使得可以进一步阻止第一功能条102沿缝隙向外部扩散。

在一些具体示例中，对第一电极层、第一功能层、第二电极层的第一刻蚀可以在同一刻蚀工序中进行，也可以在不同的刻蚀工序中进行。

示例性的，当第一功能条102沿第二方向的尺寸小于第一电极条101沿第二方向的尺寸时，可以利用干法刻蚀工艺先纵向刻蚀第一电极层、第一功能层、第二电极层，使得第一电极条101沿第二方向的尺寸、第二电极条103沿第二方向的尺寸、第一功能条102沿第二方向的尺寸基本相等，再利用湿法刻蚀工艺横向刻蚀第一功能条102使得第一功能条102沿第二方向的尺寸小于第二电极条103沿第二方向的尺寸以及第一电极条101沿第二方向的尺寸；也可以直接通过一次干法刻蚀工艺使得第一功能条102沿第二方向的尺寸小于第二电极条103沿第二方向的尺寸以及第一电极条101沿第二方向的尺寸，具体可以通过控制干法刻蚀工艺中的时间以及气体流量等实现。

可以理解的是，在同一刻蚀工序中进行上述第一刻蚀可以减少工艺步骤，节省工艺时间，从而节省工艺成本。

在一些实施例中，如图9以及图10所示，所述通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能元件的侧壁的保护层，包括：

在所述第一凹槽中通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能条102沿所述第二方向相对的两个侧壁的第一子保护层104。

图10为图9所示的AA’方向的截面图。需要说明的是，为了方便展示第一子保护层104与第一功能条102的位置关系，图9示出的俯视图中未示出第二电极条103。

在一些具体示例中，如图11以及图12所示，所述方法还包括：在第一凹槽中形成覆盖第一电极条101的侧壁、第二电极条103的侧壁、第一子保护层104的侧壁的第一绝缘层105，在第一凹槽中形成覆盖第一绝缘层105的第二绝缘层106。

在一些实施例中，所述第一绝缘层105的材料包括氮化硅。形成第一绝缘层105的方法包括但不限于原子层沉积工艺。

在一些实施例中，所述方法还包括：

形成覆盖所述第一绝缘层105的侧壁的第二绝缘层106；所述第二绝缘层106的材料包括氧化硅。

在一些具体示例中，形成第二绝缘层106的方法包括但不限于原子层沉积。

这里，所述第一绝缘层105以及第二绝缘层106起到对相变存储单元中的元件密封保护的作用。第一绝缘层105可以用于阻止水汽以及氧气等进入功能元件中，以避免对相变存储器的性能造成影响，第二绝缘层106可以用于增加存储单元的散热。

在一些实施例中，所述保护层的材料包括以下至少之一：氧化硅、碳氧化硅、氧化锗、氧化砷。

本公开实施例中，保护层可阻挡所述第一绝缘层105与所述第一功能元件108之间的扩散。这里的阻挡所述第一绝缘层105与所述第一功能元件108之间的扩散包括阻挡第一绝缘层105中的元素向第一功能元件108中的扩散；和/或，包括阻挡第一功能元件108的材料从第一电极、第二电极、功能元件与氮化硅层接触角处的薄弱点往外的扩散。

需要说明的是，上述实施例给出的保护层的材料只是示例，并不用于限定保护层的具体材料。在对保护层的材料进行选择时，一方面，可以选择与功能元件的材料以及第一绝缘层105的粘附性较好的材料。可以理解的是，与功能元件的材料以及第一绝缘层105的粘附性较好使得功能元件的材料与其它结构之间的缝隙减少，从而使得可以达到阻挡功能元件的材料向沿着缝隙向外的扩散，从而可以提高器件良率和性能。另一方面，可以选择致密性较好的材料，使得能阻挡第一绝缘层105中的元素，例如氮化硅中的N元素扩散至功能元件中。

可以理解的是，本公开实施例中形成的保护层可以改善第一绝缘层105形成过程中对功能元件的损伤，从而使得可以阻挡所述第一绝缘层105与所述第一功能元件108之间的扩散包括阻挡第一绝缘层105中的元素向第一功能元件108中的扩散。

在一些实施例中，如图13至图17所示，所述提供多个彼此间隔的存储单元，还包括：

对所述第一电极条101、第一功能条102、第二电极条103以及所述第一子保护层104进行第二刻蚀处理，形成沿所述第二方向延伸且沿所述第三方向排布的多个第二凹槽；所述第二凹槽将所述第一电极条101、第一功能条102、第二电极条103分别分割为第一电极107、第一功能元件108、第二电极109，所述第一功能元件108沿所述第三方向的尺寸小于或等于所述第一电极107沿所述第三方向的尺寸以及所述第二电极109沿所述第三方向的尺寸；

所述通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能元件108的侧壁的保护层，包括：

在所述第二凹槽中通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能元件108沿所述第三方向相对的两个侧壁的第二子保护层110。

这里图14以及图15为图13沿BB’方向的截面图。图14示出了第一功能元件108沿第三方向的尺寸小于第一电极107沿第三方向的尺寸以及第二电极109沿第三方向的尺寸的情况。图15示出了第一功能元件108沿第三方向的尺寸等于第一电极107沿第三方向的尺寸以及第二电极109沿第三方向的尺寸的情况。本公开实施例以第一功能元件108沿第三方向的尺寸小于第一电极107沿第三方向的尺寸以及第二电极109沿第三方向的尺寸为例进行进一步的说明。

图17为图16所示的BB’方向的截面图。需要说明的是，为了方便展示第二子保护层110与第一功能元件108的位置关系，图16示出的俯视图中未示出第二电极109。

在一些实施例中，所述第一子保护层104沿所述第二方向的尺寸范围为1nm～5nm。

在一些具体示例中，第二子保护层110沿所述第三方向的尺寸范围为1nm～5nm。第一子保护层104沿所述第二方向的尺寸与第二子保护层110沿所述第三方向的尺寸可以相同也可以不同。

需要说明的是，上述实施例提供的第一子保护层104、第二子保护层110的尺寸范围仅为示例，并不用于限定本公开实施例中第一子保护层104、第二子保护层110的尺寸范围，实际应用中可以根据需求进行相应设置。

在一些具体示例中，第一子保护层104和第二子保护层110的材料可以相同，也可以不同。

在一些具体示例中，如图18以及图19所示，所述方法还包括：在第二凹槽中形成覆盖第一电极107的侧壁、第二电极109的侧壁、第二子保护层110的侧壁的第一绝缘层105，在第二凹槽中形成覆盖第一绝缘层105的第二绝缘层106。

本公开实施例提供的方案是在生长第一绝缘层之前先用区域选择性沉积工艺只在第一功能元件周围生长保护层，避免氮化硅中N元素扩散到功能元件的材料中，同时提高功能元件的材料与氮化硅之间的粘附性，更好地保护功能元件。本公开实施例通过工艺创新只增加一部薄膜工艺就可以避免功能元件扩散和损伤造成的失效，大幅提高产品良率和性能。

基于上述相变存储器的制造方法，本公开实施例还提供了一种相变存储器，包括：多个彼此间隔的存储单元；所述存储单元至少包括沿第一方向自下而上堆叠的第一电极、第一功能元件、第二电极；

保护层；所述保护层覆盖所述第一功能元件的侧壁；

第一绝缘层；所述第一绝缘层覆盖所述第一电极的侧壁、所述保护层的侧壁以及所述第二电极的侧壁，所述保护层可阻挡所述第一绝缘层与所述第一功能元件之间的扩散。

在一些实施例中，所述保护层的材料包括以下至少之一：氧化硅、碳氧化硅、氧化锗、氧化砷。

在一些实施例中，所述保护层包括第一子保护层；所述第一功能元件包括沿第二方向相对的两个第一侧壁以及沿第三方向相对的两个第二侧壁，所述第一子保护层覆盖所述第一侧壁；所述第二方向和所述第三方向均与所述第一方向垂直，且所述第二方向与所述第三方向相交。

在一些实施例中，所述第一子保护层沿所述第二方向的尺寸范围为1nm～5nm。

在一些实施例中，所述第一功能元件沿所述第二方向的尺寸小于或等于所述第一电极沿所述第二方向的尺寸以及所述第二电极沿所述第二方向的尺寸。

在一些实施例中，所述保护层还包括第二子保护层；所述第二子保护层覆盖所述第二侧壁，且所述第一功能元件沿所述第三方向的尺寸小于或等于所述第一电极沿所述第三方向的尺寸以及所述第二电极沿所述第三方向的尺寸。

在一些实施例中，所述第一功能元件包括PCM元件或选通元件。

在一些实施例中，所述相变存储器还包括第二绝缘层；所述第二绝缘层覆盖所述第一绝缘层的侧壁。

在一些实施例中，所述第一绝缘层的材料包括氮化硅，所述第二绝缘层的材料包括氧化硅。

上述介绍的相变存储器的相关细节在与之对应的制造方法中都已详细说明，这里不再赘述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本公开的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本公开实施例的实施过程构成任何限定。上述本公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本公开所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种相变存储器，其特征在于，包括：

多个彼此间隔的存储单元；所述存储单元至少包括沿第一方向自下而上堆叠的第一电极、第一功能元件、第二电极；

保护层；所述保护层覆盖所述第一功能元件的侧壁；

第一绝缘层；所述第一绝缘层覆盖所述第一电极的侧壁、所述保护层的侧壁以及所述第二电极的侧壁，所述保护层可阻挡所述第一绝缘层与所述第一功能元件之间的扩散。

2.根据权利要求1所述的相变存储器，其特征在于，所述保护层的材料包括以下至少之一：氧化硅、碳氧化硅、氧化锗、氧化砷。

3.根据权利要求1所述的相变存储器，其特征在于，所述保护层包括第一子保护层；所述第一功能元件包括沿第二方向相对的两个第一侧壁以及沿第三方向相对的两个第二侧壁，所述第一子保护层覆盖所述第一侧壁；所述第二方向和所述第三方向均与所述第一方向垂直，且所述第二方向与所述第三方向相交。

4.根据权利要求3所述的相变存储器，其特征在于，所述第一子保护层沿所述第二方向的尺寸范围为1nm～5nm。

5.根据权利要求3所述的相变存储器，其特征在于，所述第一功能元件沿所述第二方向的尺寸小于或等于所述第一电极沿所述第二方向的尺寸以及所述第二电极沿所述第二方向的尺寸。

6.根据权利要求3所述的相变存储器，其特征在于，所述保护层还包括第二子保护层；所述第二子保护层覆盖所述第二侧壁，且所述第一功能元件沿所述第三方向的尺寸小于或等于所述第一电极沿所述第三方向的尺寸以及所述第二电极沿所述第三方向的尺寸。

7.根据权利要求1所述的相变存储器，其特征在于，所述第一功能元件包括PCM元件或选通元件。

8.根据权利要求1所述的相变存储器，其特征在于，所述相变存储器还包括第二绝缘层；所述第二绝缘层覆盖所述第一绝缘层的侧壁。

9.根据权利要求8所述的相变存储器，其特征在于，所述第一绝缘层的材料包括氮化硅，所述第二绝缘层的材料包括氧化硅。

10.一种相变存储器的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

提供多个彼此间隔的存储单元；所述存储单元至少包括沿第一方向自下而上堆叠的第一电极、第一功能元件、第二电极；

通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能元件的侧壁的保护层；

形成覆盖所述第一电极的侧壁、所述保护层的侧壁以及所述第二电极的侧壁的第一绝缘层；所述保护层可阻挡所述第一绝缘层与所述第一功能元件之间的扩散。

11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述提供多个彼此间隔的存储单元，包括：

提供沿所述第一方向自下而上堆叠的第一电极层、第一功能层、第二电极层；

对所述第一电极层、第一功能层、第二电极层进行第一刻蚀处理，形成沿第三方向延伸且沿第二方向排布的多个第一凹槽；所述第一凹槽将所述第一电极层、第一功能层、第二电极层分别分割为第一电极条、第一功能条、第二电极条，所述第一功能条沿所述第二方向的尺寸小于或等于所述第一电极条沿所述第二方向的尺寸以及所述第二电极条沿所述第二方向的尺寸；所述第二方向和所述第三方向均与所述第一方向垂直，且所述第二方向与所述第三方向相交；

所述通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能元件的侧壁的保护层，包括：

在所述第一凹槽中通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能条沿所述第二方向相对的两个侧壁的第一子保护层。

12.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述提供多个彼此间隔的存储单元，还包括：

对所述第一电极条、第一功能条、第二电极条以及所述第一子保护层进行第二刻蚀处理，形成沿所述第二方向延伸且沿所述第三方向排布的多个第二凹槽；所述第二凹槽将所述第一电极条、第一功能条、第二电极条分别分割为第一电极、第一功能元件、第二电极，所述第一功能元件沿所述第三方向的尺寸小于或等于所述第一电极沿所述第三方向的尺寸以及所述第二电极沿所述第三方向的尺寸；

所述通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能元件的侧壁的保护层，包括：

在所述第二凹槽中通过区域选择性沉积工艺形成覆盖所述第一功能元件沿所述第三方向相对的两个侧壁的第二子保护层。

13.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述保护层的材料包括以下至少之一：氧化硅、碳氧化硅、氧化锗、氧化砷。

14.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：

形成覆盖所述第一绝缘层的侧壁的第二绝缘层；所述第一绝缘层的材料包括氮化硅，所述第二绝缘层的材料包括氧化硅。