Deliverables and Services - IHP Microelectronics

in der Literatur als „resistive random access memory
(RRAM)“ Ansatz bezeichnet. Auf Grund der Kompatibilität
mit dem IHP-BEOL-Prozess wurde als „resistive
switching oxide“ am IHP HfO 2 identifiziert, in dem nach
geeigneter Vorbehandlung pulsinduziertes, resistives
Schalten beobachtet wurde. Der HfO 2 -basierte Ansatz
ist weiterhin aussichtsreich wegen des geringen Leistungsverbrauchs
(< 0,1 mW), des schnellen Schaltens
(< 100 ns), einer hohen Retention (> 10 5 s) und einer
simplen Struktur. Die Integration von HfO 2 in TiNbasierte
MIM-Strukturen mit einer Ti-Zwischenschicht
konnte erfolgreich in Zusammenarbeit mit der Abteilung
Technology des IHP bearbeitet werden. RRAM
Speicherzellen mit einer Strukturgröße bis hinab zu
1 x 1 µm 2 wurden prozessiert und zeigen reproduzierbares
Schaltverhalten. Zurzeit werden diese Strukturen
auf ihr Potential als „embedded RRAM“-Speicherzellen
für künftige SiGe:C BiCMOS-Technologien untersucht.
Der Aufbau vom MIMIM Bauteilen zur Nutzung der hohen
Geschwindigkeit resonanter Tunnelvorgänge für
Terahertz-Bauteile wird künftig einen wichtigen Teil der
Arbeiten im Schwerpunkt „MIM“ darstellen. Zu diesem
Thema wurde ein europäisches Projekt („Development
of Metal-Insulator-Metal Diodes for Terahertz Applications
(MIM THz Diode)“ beantragt.
Graphen befindet sich als dritter Schwerpunkt im
Rahmen der Terahertz-Strategie des IHP zurzeit im
Aufbau. Dieses Material verspricht aufgrund seiner
elektronischen Eigenschaften ein hohes Potential. Die
Arbeiten am IHP widmen sich zurzeit der Realisierung
erster Feldeffekt – Bauteile mittels „Layertransfer“ und
„Microstructure Printing“ – Verfahren sowie der Entwicklung
geeigneter Dünnfilmverfahren, Graphenschichten
mittels CVD selektiv auf einer Silizium-Plattform zu
erzeugen. Bei letzterem Ansatz ist die Erforschung
von lokalen Integrationsmethoden, Graphen nicht auf
metallischen, sondern auf isolierenden Materialien katalytisch
abzuscheiden, für die Entwicklung geeigneter
Hochfrequenz-Bauteile von besonderer Bedeutung. Das
IHP warb zu dieser Thematik einen interdisziplinären
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Hfo 2 is a suitable “resistive switching oxide” for
RRAM as it is compatible with IHp Beol processing
and shows a puls-induced, resistive switching after
an appropriate pre-treatment. the Hfo 2 -based RRAM
approach is furthermore promising due to its reduced
power consumption (< 0.1 mW), fast switching
(< 100 ns), long retention (> 10 5 s) and simple structure.
the integration of Hfo 2 into tin-based MIM
structures using a ti buffer layer was successfully realized
together with IHp`s department technology.
RRAM memory cells down to 1 x 1 µm 2 were made and
show reproducible switching properties. the potential
of these structures as “embedded RRAM” memory
cells for future SiGe:C BiCMoS technologies is now
under investigation.
Building MIMIM-structures to make use of the fast
resonant tunneling for terahertz-devices will become
an important part of the research on MIMs. on this
topic an application for a european project “Development
of Metal-Insulator-Metal Diodes for terahertz
Applications (MIM terahertz Diode)” was submitted.
Research on graphene is a new and growing third
topic at the IHp. this material seems to have a
high potential because of its electronic properties.
the first activities at the IHp are on the realization
of first field effect devices using layer transfer and
microstructure printing techniques as well as the development
of thin film technologies for selective CVD
deposition of graphene on a silicon platform. For the
latter approach the investigation of local integration
techniques with a catalytic deposition of graphene on
insulating (not on metallic) materials is important for
the development of suitable RF devices. For this topic
IHp acquired an interdisciplinary DFG cluster together
with groups working on microelectronics and
catalysis. Applications for an additional DFG project
on graphene (“In-situ Raman and (SR)-XpS investi-
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