Entwicklung einer Nanotechnologie-Plattform für die ... - JuSER

8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
Ätzmaskierung zur Verfügung stand, mussten die Prozessparameter mit besonderer
Berücksichtigung auf Strukturverluste durch chemischen Ätzabtrag angepasst werden.
Mit einem CF 4 /Ar-Gasmischungsverhältnis von 1/1 wurden Lackprofile mit 90°
Ätzflanken erzielt.
Eine alternative Residual-Ätz-Methode wurde mit dem Reverse-Tone-Verfahren
entwickelt, in dem auch bei der Strukturierung von Lacken nach einem Imprint-Prozess
Ätzmasken verwendet werden können. Dadurch ist es in Zukunft möglich, auch
wesentlich höhere Residual-Layer zu strukturieren.
Crossbar-Arrays mit einem Half-Pitch von bis zu 50 nm und Einzelkreuz-Strukturen mit
Linienbreiten von bis zu 30 nm wurden mit Hilfe der (weiter)entwickelten
Halbleitertechnologien hergestellt. Dazu wurde ein Alignment-System entwickelt,
welches eine Ausrichtungs-Genauigkeit von 200 nm bot. Die Funktionsfähigkeit der
hergestellten Crossbar-Arrays konnte anhand von Leitungswiderstandsmessungen der
Bottom- und Top-Elektroden bis zu einem minimalen Half-Pitch von 100 nm
nachgewiesen werden. Kleinere Arrays (< 100 nm Half-Pitch) waren aufgrund
unzureichender Zuleitungsperipherie nicht kontaktierbar.
Durch die Integration von TiO 2 in Crossbar-Arrays sowie durch deren elektrische
Charakterisierung wurde die erfolgreiche Technologie-Entwicklung zur Herstellung von
Crossbar-Architekturen demonstriert. Die hergestellten Pt/TiO 2 /Pt-Zellen schalteten.
Das erste Ziel dieser Arbeit, die Bereitstellung einer Integrations-Plattform für
sämtliche resistive Materialien, war damit erreicht.
Die Durchführung eines Nanoimprint-Prozesses auf einer vorstrukturierten Oberfläche
bedurfte eines Planarisierungsverfahrens mittels Spin-On-Glas (Methyl-Silsesquioxan).
Durch die Planarisierung von Oberflächen war es ferner möglich, mehrlagige Crossbar-
Strukturen herzustellen, welche bis zu vier Metallisierungsebenen umfassten.
MSQ-Speicherkonzepte
Methyl-Silsesquioxan in Kombination mit Silber wurde in dieser Arbeit, neben der
Planarisierung, als resisitv schaltendes Material entdeckt. Erste elektrische Messungen
zeigten sowohl an 3 x 3 µm 2 als auch an 100 x 100 nm 2 großen Pt/MSQ/Ag-
Einzelzellen das Potential des MSQ-Materialsystems für die Anwendung als resistives
Speicher-Bauteil. Die I(U)-Kennlinien quasistatischer Messungen zeigten resistives
Schalten zwischen einem niederohmigen R ON -Zustand (< 10 kΩ) und einem
hochohmigen R OFF -Zustand (> 1 MΩ).
Die Schaltspannungen wurden statistisch ausgewertet. Hieraus ging hervor, dass der
erste Schaltzyklus stets einer höheren Spannung zum Einschalten der Zelle bedarf, was
auf einen initialen Formierungsprozess der MSQ-Zellen hindeutete.
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