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为了实现相变随机存储器(PCRAM)的产业化，关键是低压低功耗和高速高密度的存储单元的工程化研究。要实现低压低功耗和高速高密度就必须制备出纳米尺度的小电极，进一步实现先进的相变材料与小电极的工艺集成，与之相关的相变材料的刻蚀工艺是非常关键的技术之一。本文围绕这些关键技术展开，取得了以下结果：
1.系统研究了Ge2Sb2Te5(GST)的刻蚀工艺。CF4+Ar刻蚀结果表明CF4主要起化学反应作用，Ar起物理轰击作用，当CFn/Ar比例达到1/4的时候，GST刻蚀形貌保真度高。CHF3+O2刻蚀结果表明CHF3主要起化学反应作用，O2促进了F离子的生成，并且起到物理轰击的作用，当O2比例只有4％时，GST刻蚀形貌保真度高。选择TiN作为刻蚀GST的硬掩膜，利用电子束曝光技术成功制备了尺寸为150 nn的GST纳米阵列。选择Cl2、Ar、CHF3的气体组合来研究8英寸平台下GST刻蚀工艺，确定Cl2/CHF3的比例为1/1.5时GST刻蚀效果最佳，刻蚀后HF清洗效果很好。
2.研究开发了直径为120 nm纳米电极。采用ONO结构和SiNx侧墙来减小孔洞的直径，利用PNL技术解决了W填充小孔的困难，精确控制化学机械抛光时间来保证电极直径和高度，成功制备出直径为120 nm小电极。相变存储器单元测试结果表明：RESET电压降到了1.2 V，测试结果的一致性和成品率有所增加，芯片中器件单元高阻值与低阻值相差1-2个数量级，器件单元重复擦写次数达到106次。
3.国内首次实现了8英寸工艺上PCRAM存储单元的工艺集成。详细研究了W电极抛光时间对电极形貌的影响，成功地刻蚀出深孔与底电极连通，详细摸索了GST限制窗口的刻蚀条件，利用物理刻蚀降低窗口的垂直度以改善GST填充孔洞的能力，并详细研究了每道工艺前后的工艺参数匹配。纳米电极的使用降低了器件的功耗，弥补了中国在PCRAM芯片制造方面的空缺。