本申请涉及相变存储器技术领域，公开了一种相变存储器单元及相变存储器。其中，相变存储器单元包括底电极层、加热电极结构、相变材料结构和顶电极层；底电极层、加热电极结构、相变材料结构和顶电极层从下至上依次层叠设置；加热电极结构包括第一加热电极和至少一个第二加热电极；其中，至少一个第二加热电极围绕第一加热电极设置。基于上述技术方案，可以在第一加热电极外围形成次级加热中心，有效降低相变材料结构中的相变区域与其周围区域之间的温度梯度，能够有效避免相变区域与其周围区域的连接处发生分相而到导致擦除过程失效的情况发生，进而提高相变存储器的寿命。进而提高相变存储器的寿命。进而提高相变存储器的寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种相变存储器单元及相变存储器
[0001]本申请涉及相变存储器
，特别涉及一种相变存储器单元及相变存储器。
技术介绍
[0002]目前，相变存储器由于其体积小、驱动电压低、功耗小、读写速度快等优势，已经广泛应用到民用的日常便携电子产品中，且在航空航天等军事领域也有巨大的潜在应用。
[0003]其中，相变存储器一般包括依次层叠连接的加热电极、相变材料层与顶电极层，其基本存储原理是通过对相变存储器的加热电极分别施加不同的电压或电流脉冲信号，使得与加热电极相接的相变材料层的部分区域发生不同的物理相态转变过程，从而实现信息的写入(“1”)和擦除(“0”)过程。其中，擦除过程是指给相变存储器施加一个短而强的电压或电流脉冲，使得相变材料层的部分区域发生相变从晶态转化为非晶态，写入过程是指给相变存储器施加一个长而较弱的电流或电压脉冲，使得相变材料层的部分区域从非晶态转化为晶态。
[0004]其中，相变存储器在擦除过程中时，相变材料层中发生相变的区域与未发生相变的区域会存在较大的温度梯度差，从而使得发生相变的区域与未发生相变的区域的原子流动性差异较大，使得相变材料层中发生相变的区域与未发生相变的区域的连接处的原子之间的间距将会较大而存在大量空洞。可以理解，当相变材料层存在大量空洞，则会容易导致加热电极与相变材料层之间的至少部分区域发生断路，导致相变存储器的擦除过程失效，从而影响相变存储器的器件寿命。
技术实现思路
[0005]为解决上述问题，本申请实施例提供了一种相变存储器单元及相变存储器。<br/>[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种相变存储器单元，包括：底电极层、加热电极结构、相变材料结构和顶电极层；
[0007]所述底电极层、所述加热电极结构、所述相变材料结构和所述顶电极层沿第一方向层叠设置；
[0008]所述加热电极结构包括第一加热电极和至少一个第二加热电极；所述第一加热电极具有第一加热面，所述相变材料结构具有用于与所述第一加热面相接的第一接触面；
[0009]所述至少一个第二加热电极具有第二加热面，所述相变材料结构具有用于与所述第二加热面相接第二接触面；
[0010]所述第二加热面围绕所述第一加热面设置。
[0011]可以理解，本申请实施例提供的相变存储器单元，通过对相变存储器的第一加热电极施加一定的电压或电流，可以在第一相变材料层与第一加热电极的连接区域的设定范围内形成能够发生相变的主受热区域。
[0012]通过环绕第一加热电极的外围设置第二加热电极，以在第一加热电极外围形成次级加热中心，能够使得相变材料层中主受热区域周围区域中对应第二加热电极的区域温度
升高，达到从晶态转变为非晶态的条件而形成发生相变的次级受热区域。且由于第二加热电极的影响，主受热区域与次级受热区域之间的温度也会有所增高，如此，能够有效降低主受热区域与其周围区域之间的温度梯度，从而使得主受热区域与其周围区域之间的原子流动性差异缩小，减少主受热区域与其周围区域连接处的空洞，避免擦除过程失效的情况发生，进而提高相变存储器单元的寿命。
[0013]在上述第一方面的一种可能的实现中，所述相变材料结构包括第一相变材料层,所述相变材料层包括相对设置的第一表面和第二表面；
[0014]所述顶电极层与所述第一表面相接，所述第一加热面和所述第二加热面与所述第二表面相接；
[0015]所述第二加热面与所述第一加热面间隔设置。
[0016]可以理解，本申请实施例中，第一相变材料层的下表面的尺寸远大于第一加热电极的上表面的尺寸。
[0017]在上述第一方面的一种可能的实现中，所述至少一个第二加热电极具体包括一个第二加热电极，所述第二加热面上的任一点至所述第一加热面上的任一点之间的最短距离小于所述第一加热电极的直径。
[0018]可以理解，本申请实施例中，第二加热电极与第一加热电极之间的间隔距离不能太大，距离太大容易导致主受热区域周围区域的温度提升效果下降。
[0019]本申请实施例中，第二加热电极的数量可以为一个，第二加热电极与第一加热电极之间的间隔距离小于第一加热电极的直径。
[0020]在上述第一方面的一种可能的实现中，所述至少一个第二加热电极具体包括多个第二加热电极，所述多个第二加热电极沿第二方向依次环绕所述第一加热电极设置，所述第二方向与所述第一方向垂直。
[0021]本申请实施例中，第二加热电极的数量可以为多个个，多个第二加热电极沿所述第一加热电极的径向依次环绕第一加热电极设置。如此，能够在第一相变材料层形成多个次级受热区域，能够使得第一相变材料层各处的温度分布更加均匀。
[0022]在上述第一方面的一种可能的实现中，所述至少一个第二加热电极具体包括多个第二加热电极，所述多个第二加热电极绕所述第一加热电极的外周均匀环绕所述第一加热电极设置。
[0023]在上述第一方面的一种可能的实现中，所述第一加热电极为圆柱结构，所述第二加热电极为圆环柱形结构；
[0024]所述第一加热面为所述第一加热电极的端面，所述第二加热面为所述第二加热电极的端面。
[0025]在上述第一方面的一种可能的实现中，所述第二加热电极的圆环宽度与所述第一加热电极的直径比的范围为1：3
‑
1：10。可以理解，本申请实施例中，第二加热电极圆环宽度不能大于第一加热电极的直径的三分之一，如此，能够有效避免第二加热电极过度分流，导致相变材料结构的主受热区域的热量不够而无法发生相变。
[0026]在一些实施例中，第一加热电极可以为圆柱形，第二加热电极可以为环绕所述第一加热电极的圆环柱形。在一些实施例中，第一加热电极的形状和第二加热电极的形状也可以为其他可实现的形状。
[0027]在一些实施例中，第一加热电极的截面轮廓与第二加热电极的内侧壁和外侧壁的截面可以为相同形状的截面。如此，能够更加均匀地降低由于第一加热电极对相变材料层进行加热产生的发生相变的区域与未发生相变的区域之间的温度差。例如，第一加热电极为圆柱形，第二加热电极为圆环柱形时，第一加热电极1021以及第二加热电极的内侧壁和外侧壁的截面均为圆形。
[0028]在上述第一方面的一种可能的实现中，所述多个第二加热电极同轴设置；
[0029]在任意两个相邻的第二加热面中，其中一个第二加热面上的任意一点至另一个第二加热面上的任意一点之间的最短距离为第一距离；
[0030]与所述第一加热面相邻的第二加热面上的任意一点与所述第一加热面上的任意一点之间的最短距离为第二距离；所述第一距离与所述第二距离相等。
[0031]本申请实施例中，设置第一距离与第二距离相等能够使得第一相变材料层各处的温度分布更加均匀。
[0032]在上述第一方面的一种可能的实现中，，所述第一加热电极为圆柱结构，所述至少一个第二加热电极均为圆环柱形结构；所述第一加热面为所述第一加热电极的端面，所述第二加热面为所述第二加热电极的端面。
[0033]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种相变存储器单元，其特征在于，包括：底电极层、加热电极结构、相变材料结构和顶电极层；所述底电极层、所述加热电极结构、所述相变材料结构和所述顶电极层沿第一方向层叠设置；所述加热电极结构包括第一加热电极和至少一个第二加热电极；所述第一加热电极具有第一加热面，所述相变材料结构具有用于与所述第一加热面相接的第一接触面；所述至少一个第二加热电极具有第二加热面，所述相变材料结构具有用于与所述第二加热面相接第二接触面；所述第二加热面围绕所述第一加热面设置。2.根据权利要求1所述的相变存储器单元，其特征在于，所述相变材料结构包括第一相变材料层,所述相变材料层包括相对设置的第一表面和第二表面；所述顶电极层与所述第一表面相接，所述第一加热面和所述第二加热面与所述第二表面相接；所述第二加热面与所述第一加热面间隔设置。3.根据权利要求2所述的相变存储器单元，其特征在于，所述至少一个第二加热电极具体包括一个第二加热电极，所述第二加热面上的任一点至所述第一加热面上的任一点之间的最短距离小于所述第一加热电极的直径。4.根据权利要求2所述的相变存储器单元，其特征在于，所述至少一个第二加热电极具体包括多个第二加热电极，所述多个第二加热电极沿第二方向依次环绕所述第一加热电极设置，所述第二方向与所述第一方向垂直。5.根据权利要求2所述的相变存储器单元，其特征在于，所述至少一个第二加热电极具体包括多个第二加热电极，所述多个第二加热电极绕所述第一加热电极的外周均匀环绕所述第一加热电极设置。6.根据权利要求3所述的相变存储器单元，其特征在于，所述第一加热电极为圆柱结构，所述第二加热电极为圆环柱形结构；所述第一加热面为所述第一加热电极的端面，所述第二加热面为所述第二加热电极的端面。7.根据权利要求6所述的相变存储器单元，其特征在于，所述第二加热电极的圆环宽度与所述第一加热电极的直径比的范围为1：3
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1：10。8.根据权利要求4所述的相变...
【专利技术属性】
技术研发人员：马平，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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