Entwicklung einer Nanotechnologie-Plattform für die ... - JuSER
Entwicklung einer Nanotechnologie-Plattform für die ... - JuSER
Entwicklung einer Nanotechnologie-Plattform für die ... - JuSER
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
6 INTEGRATION VON METHYL-SILSESQUIOXAN<br />
in Abbildung 6.5 a). Es zeigte sich, dass U FORM in 800°C-Spin-On Glas mit <strong>einer</strong><br />
höheren Dichte (aufgrund fehlender Methyl-Gruppe) sowohl sehr niedrige Werte<br />
(0,2 V) als auch sehr hohe Werte (4 V) annehmen kann. Anhand <strong>die</strong>ser Beobachtung<br />
ließ sich vermuten, dass zwei unterschiedliche Strukturänderungseffekte des 800°C-<br />
MSQ <strong>die</strong> U FORM -Verteilung veränderten.<br />
Zum einen ist bekannt, dass eine höhere Dichte des Elektrolyts das Durchdringen von<br />
Ionen erschwert, wodurch höhere Formierungsspannungen entstehen [128]. Zum<br />
anderen sinkt <strong>die</strong> Formierungsspannung bei Reduzierung der Schichtdicke [71],<br />
welches im Fall des 800°C-MSQ auftreten kann, da <strong>die</strong> Lücken großer Methyl-<br />
Moleküle geschlossen werden und <strong>die</strong> MSQ-Dicke dadurch sinkt [122].<br />
Derartige Effekte scheinen zudem lokal unterschiedlich dominant aufgetreten zu sein.<br />
Es entstanden inhomogene Schichten, wodurch sich <strong>die</strong> Verteilung der Formierungsspannung<br />
verbreiterte, da <strong>die</strong> Werte durch <strong>die</strong> Nanostrukturen zwar lokal aber über<br />
einen großen Bereich aufgenommen wurden.<br />
Werden <strong>die</strong> Schaltspannungen der anschließenden Schaltzyklen ausgewertet, so zeigt<br />
sich, dass <strong>die</strong> Verteilungen <strong>die</strong>ser (0,3 V < U ON < 1,1 V und -1,5 V < U OFF < -0,2 V) mit<br />
denen der Standard-MSQ-Schichten vergleichbar sind. Es ist also auch in dem Fall des<br />
Glases ohne Methyl-Gruppe davon auszugehen, dass zuerst ein bevorzugter Pfad mittels<br />
Formierung durch <strong>die</strong> Schicht gebildet werden muss. Dieser kann anschließend mit sehr<br />
ähnlichen Konditionen wie bei den herkömmlichen MSQ-Schichten durch SET- und<br />
RESET-Spannungen gebildet und abgebaut werden.<br />
6.4 Performance der Speicherzellen<br />
Die Güte von Speicherzellen wird anhand diverser Charakteristika bewertet. Es spielen<br />
vor allem <strong>die</strong> Lebensdauer der Speicherzustände (Retention), <strong>die</strong> mögliche Anzahl der<br />
Schaltereignisse (Endurance) und <strong>die</strong> Schnelligkeit der Bauelemente eine große Rolle<br />
bei der Performance-Bewertung der Speicherzellen. Es wurden 100 nm x 100 nm<br />
Pt/MSQ/Ag-Zellen auf <strong>die</strong>se Charakteristika untersucht.<br />
Um <strong>die</strong> Lebensdauer der beiden resistiven Zustände (R ON und R OFF ) zu bestimmen,<br />
wurden <strong>die</strong> Zellen zunächst formiert und anschließend fünfmal quasistatisch gezykelt<br />
(vgl. Kapitel 6.1). Für <strong>die</strong> Retention-Messung wurde <strong>die</strong> Zelle dann in jeweils einen der<br />
beiden Speicherzustände versetzt. Mit <strong>einer</strong> Lesespannung von 10 mV wurden <strong>die</strong><br />
Zustände in einigen Zeitabständen gemessen. Die niedrige Lesespannung war nötig, um<br />
den Einfluss <strong>die</strong>ser auf <strong>die</strong> Speicherzustände gering zu halten.<br />
Abbildung 6.11 zeigt das Ergebnis der Messung. R ON betrug ~ 2,8 kΩ und konnte über<br />
einen Zeitraum von ~ 8000 s gemessen werden, bis er zu 2 GΩ degra<strong>die</strong>rte. Die<br />
Degradation beschreibt <strong>die</strong> Auflösung des metallischen Ag-Pfades und wird<br />
103