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相变随机存储器(Phase-ChangeRandomAccessMemory，PCRAM)具有存储单元尺寸小、非挥发性、优异的可反复擦写特性(大于1013次)、功耗低、读/擦/写速度快、多位存储、抗辐射以及和CMOS工艺兼容等优点，被认为最有可能成为未来可通用的新一代存储器技术，从而成为当前存储器领域的研究热点之一。 然而，目前相变存储器仍面临着RESET电流过大等问题，解决方法通常是减小相变材料及整个存储电流的特征尺寸。降低RESET电流是当前最需要迫切解决的问题之一。降低RESET电流从PCRAM器件结构来说主要是减小加热电极和相变材料之间的接触面秋，即减小PCRAM的有效相变体积。本论文正是围绕如何减小PCRAM的有效相变体积展开的。具体来说，本论文主要开展了以下三方面的工作： 一、纳米尺寸的PCRAM单元有利于减小器件的有效相变体积，为此我们制备了纳米尺寸的Spacer，并采用Spacer剥离的方法得到了具有纳米尺寸间距的Nanogap电极。我们利用PECVD的保形覆盖性、干法刻蚀的各向异性和湿法腐蚀的选择性，成功的获得了线宽分别为90nm、33nm和18nm的纳米Spacer，并用Spacer剥离工艺实现了间距分别为88nm、30nm和17nm的金属Nanogap电极。 二、我们结合纳米Spacer和Nanogap电极工艺制备了具有电极间距为纳米尺寸的平面PCRAM器件，并取得良好的I-V和R-V特性曲线，证明了该工艺制备平面PCRAM的可行性。为了进一步减小平面PCRAM器件的有效相变体积，我们提出了一种自对准的将相变材料限制在Nanogap电极间隙中的设计方案。 三、我们提出了一种用低热导率材料层对垂直纳米线进行局部包裹的结构，研究了从热量调控的角度减小Reset电流的途径。我们对该结构器件的Reset过程进行了电热学的模拟，结果表明，低热导率材料层能够有效的提高PCRAM器件的加热效率，减小器件的Reset电流。