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相变随机存储器（Phase-Change Random Access Memory, PCRAM）具有非易失性、元件尺寸小、功耗低、循环寿命长、工作速度快、可实现多位存储、抗辐射功能以及能和现在的集成电路工艺很好的相匹配等优点，被认为最有可能取代目前的静态随机存储器、动态随机存储器和闪存等而成为未来半导体存储器主流产品，从而成为当前存储器领域的研究热点。 目前相变存储器主要面临的问题是Reset电流过大，通常通过减小整个存储器件单元的尺寸来解决。从器件结构方面入手，主要是减小相变材料和加热电极之间的接触面积，也就是减小器件有效相变区域的体积。本论文围绕金属插塞电极的制备以及如何减小PCRAM的有效相变体积这一问题，主要开展了以下三方面的工作: 一、开发了阳极氧化铝模板的制备工艺，能够快速高效地制备出大面积高密度的纳米孔径，以便对化学镀的镀层结果进行观察和表征;将化学镀方法制备插塞电极应用于PCRAM器件的制备，对垂直结构相变存储器进行了流片，制备得到了直径为9微米插塞电极的垂直结构器件，并且能够测试得到器件的电流-电压特性，器件单元具有明显的相变特性。 二、我们提出了一种把相变材料纳米线局域在金属电极间隙中的限制型平面相变存储器器件制作方法，这种自对准的工艺方法是基于电子束曝光技术和ICP刻蚀方法的。我们用GST材料流片制备得到了电极nanogap为39nm的限制型平面相变存储器器件，测试得到的阈值电流约为2μA，器件存储状态发生转变时的直流功耗仅为3.62μW，器件的操作电流和功耗得到了有效降低三、我们对超薄相变材料的限制型平面PCRAM工艺进行了研究，流片制备得到了GST厚度为7.6 nm和5nm的限制型水平结构PCRAM器件，器件的有效相变体积得到进一步减小，测试样片的最小编程电流只有600纳安。然后提出了全限制相变存储器的器件结构及工艺流程，并对超薄相变材料进行了流片，分析了工艺过程中存在的问题，最终制备得到了全限制的结构，这种结构在纳电子学中具有非常广泛的应用。