本发明公开的一种相变存储器，自下而上包括衬底、掺杂层、二极管和相变电阻，其中，所述衬底的上方为掺杂层，所述掺杂层和衬底中包括至少两个浅沟槽隔离；所述二极管位于两个浅沟槽隔离之间，所述二极管包括第一二维晶体膜和第二二维晶体膜，所述第二二维晶体膜位于所述第一二维晶体膜的上方，所述相变电阻包括下电极、具有相变能力的硫化物和上电极，其中，所述下电极、硫化物和上电极依次位于所述第二二维晶体膜上方。本发明提供的一种相变存储器及其制备方法，采用二维晶体制备的二极管和相变电阻组成的1D1R结构的相变存储器器件单元，其单元尺寸很小，可以提升相变存储器的存储密度，同时采用石墨烯作为下电极，能降低器件功耗。