本申请公开了一种多层相变薄膜及其相变存储器单元的制备方法，所述多层相变薄膜包含结构跳变层及结构稳定层，其中，所述多层相变薄膜的最顶层与最底层为所述结构稳定层，所述结构跳变层为AxD1‑x，所述结构稳定层为MyTe1‑y，A为锗Ge、镓Ga元素中的一种，D为锑Sb、硒Se、碲Te中的一种，M为锆Zr、铪Hf、钼Mo、铌Nb、钛Ti中的一种，x为0.3至0.7，y为0.3至0.5。本申请结构跳变层AxD1‑x的相变类型为固‑固相变，大大减少了相变过程所需消耗的能量，降低了相变存储器单元的功耗；同时A原子的层间跳变也可以提升相转变速度，可以提高基于多层相变薄膜制备的相变存储器单元的可用性。