Studie van Cu-houdende materialen als selectiecomponent in de nano-elektronica

Groep: CoCooN

Promotor: Christophe Detavernier

Begeleiding: Tareq Ahmad, Wouter Devulder

Inlichtingen: tel. 09/264.43.42 of contacteer rechtstreeks een betrokken persoon (de contact-gegevens opvragen door op de naam te klikken)

Si-gebaseerd “FLASH” geheugen vormt het niet-vluchtige geheugen bij uitstek door zijn lage productiekost en hoge densiteit, en is alom aanwezig in pc’s (solid state drives), smartphones, USB sticks, tablets,… Verdere schaling van FLASH zal binnenkort onmogelijk worden, waardoor er een grote nood is aan onderzoek naar nieuwe geheugenconcepten. Momenteel verricht men o.a. onderzoek naar geheugens gebaseerd op magnetisme (MRAM), kristallistatie van een amorfe laag (PCM) en het groeien/verbreken van een geleidend filament (CBRAM), elk met hun specifieke voor- en nadelen. Wat al deze nieuwe geheugentypes gemeen hebben, is het feit dat de geheugencellen in een zogenaamde “3D crossbar array” geïntegreerd  worden. Selectie van één enkele geheugencel (de cylindervormige blauwe nodes in onderstaande figuur) in een dergelijke array vereist een specifieke selectiecomponent om zo ongewenste lekstromen te vermijden. Alhoewel men hiervoor in principe gewone transistoren zou kunnen gebruiken, zijn deze niet compatibel met de 3D crossbar structuur. Daarom is er een grote nood aan een passief alternatief, d.i. een ‘2-terminal’ selector i.p.v. een ‘3-terminal’ transistor.

In deze thesis is het de bedoeling om Cu-houdende chalcogenides te onderzoeken voor toepassingen als selectiecomponent. De materialen zullen afgezet worden door middel van sputter depositie. De thermische stabiliteit van het materiaal zal onderzocht worden, waarbij in situ x-stralen diffractie gebruikt zal worden om de kristallisatie te onderzoeken tijdens opwarming. Na de warmtebehandeling zal de oppervlakmorfologie van de laag onderzocht worden d.m.v. scanning elektronen microscopie (SEM) en atomic force microscopie (AFM). Het onderzoeken van de elektrische functionaliteit gebeurt door het deponeren van het materiaal in dots, die dan gecontacteerd en elektrisch uitgemeten kunnen worden. Naast deze macroscopische metingen, zal de elektrische functionaliteit van het materiaal ook op de nanoschaal opgemeten worden d.m.v. conductive probe atomic force microscopie (C-AFM). Hierbij fungeert een geleidende AFM tip als een lokale nano-elektrode, waarmee de elektrische eigenschappen van het materiaal op de nanoschaal opgemeten kunnen worden.

cocoon2 2016-2017.jpg