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

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6 INTEGRATION VON METHYL-SILSESQUIOXAN<br />

Bei der thermischen Aushärtung des MSQ (vgl. Kapitel 5.1) ändern sich teilweise <strong>die</strong><br />

Käfigstrukturen (Abbildung 6.1 a) zu Leiterstrukturen (Abbildung 6.1 b), sodass<br />

großflächige Netzwerke entstehen [125].<br />

Das Ziel <strong>die</strong>ser Arbeit war es, das MSQ neben der Planarisierung von Crossbar-<br />

Elektroden auch als schaltendes Material <strong>für</strong> resistive Speicher zu verwenden. Somit<br />

konnte eine Kombination aus zwei Prozessschritten (der Planarisierung und der<br />

Deposition des funktionalen Materials) zu einem einzelnen Prozessschritt erfolgen. Da<br />

resistives Schalten in SiO 2 unter Verwendung von Cu- oder Ag-Elektroden bekannt ist<br />

[126, 127], bot sich SiO 2 -basiertes Spin-On-Glas zunächst als mögliches, alternatives<br />

Speichermaterial an. Dabei ist MSQ ein Festkörperelektrolyt, durch welches<br />

Metallionen des leicht oxi<strong>die</strong>rbaren Top-Metalls transportiert werden können (vgl.<br />

Kapitel 3.1).<br />

6.1 Resistives Schalten in Pt/MSQ/Ag-Zellen<br />

Die Herstellung von Crossbar-Zellen mit integriertem MSQ geschah auf zwei Arten.<br />

Für eine erste Abschätzung der Funktionalität wurden Zellen im Mikrometerbereich<br />

mittels optischer Lithographie realisiert (vgl. Abbildung 5.12). Für <strong>die</strong> Verringerung der<br />

Speicherzellenfläche in den Sub-Mikrometerbereich wurde <strong>die</strong> Nanoimprint-<br />

Lithographie eingesetzt. Die prinzipielle Herstellungsweise und der resultierende<br />

Aufbau der Crossbar-Elemente sind in Abbildung 6.2 dargestellt.<br />

a) b) c)<br />

Abbildung 6.2: Herstellung von Crossbar-Strukturen mit integriertem MSQ: a) Pt-Bottom-<br />

Elektroden, b) Planarisierung der Oberfläche und Dünnen der MSQ-Schicht, c) Realisierung<br />

von Top-Elektroden aus Ag oder Cu.<br />

Nach der Einbettung der Pt-Bottom-Elektroden (Abbildung 6.2 a) wurde <strong>die</strong> MSQ-<br />

Schicht, wie in Kapitel 5.1 beschrieben, gedünnt. Dabei wurde jedoch nicht <strong>die</strong><br />

Oberfläche der Bottom-Elektroden freigelegt, sondern es blieb eine 20 – 30 nm hohe<br />

Glasschicht über den Leiterbahnen erhalten (Abbildung 6.2 b). Diese MSQ-Schicht<br />

bildete <strong>die</strong> funktionale Lage (vgl. Kapitel 3.2, Abbildung 3.5). Nach der Abscheidung<br />

der funktionalen Schicht wurde <strong>die</strong> Top-Elektrode, welche aus Ag bestand, realisiert<br />

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