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

8 Zusammenfassung und Ausblick
Diese Arbeit stellt einen Beitrag zur Entwicklung neuartiger Speicherkonzepte, welche
auf dem Prinzip des resistiven Schaltens basieren, dar. Für die Herstellung
zukunftsorientierter Architekturen wurde ein Nanoimprint-Lithographie-Prozess
entwickelt und standardisiert. Als neues resistiv schaltendes Materialsystem wurde
Methyl-Silsesquioxan in Kombination mit Silber entdeckt und untersucht. Die
Integration dieser Materialkomposition in Crossbar-Architekturen sowie die elektrische
Charakterisierung der Speicherbauteile lieferten Hinweise auf den Schaltmechanismus
und Aufschlüsse über die Performance des entwickelten Konzepts.
Technologieentwicklung
Die Entwicklung eines Herstellungsverfahrens für Crossbar-basierte Speicherkonzepte
im sub-100 nm-Bereich umfasste die Einführung einer (in Jülich) neuen Nanoimprint-
Lithographie sowie die Erweiterung von Trockenätzprozessen.
Bei der Verwirklichung eines standardisierten Imprint-Prozesses wurden thermisch- und
UV-basierte Verfahren untersucht und miteinander verglichen. Es stellte sich dabei
heraus, dass lediglich der UV-Imprint für die hier gegebenen Anforderungen an die
Herstellung von Strukturen im Nanometerbereich geeignet war. Es wurden demzufolge
die Prozessparameter (Druck, Zeit, UV-Dosis und Temperatur) auf die UV-basierte
Imprint-Lithographie angepasst.
Die Anpassung der Imprint-Parameter bedurfte (und bedarf auch in Zukunft) der
Berücksichtigung des Stempellayouts. Es musste anhand von experimentellen
Untersuchungen die optimale Lackdicke in Bezug auf die zu realisierenden
Strukturgrößen gefunden werden. Dazu wurden Fülleffekte des Imprint-Lacks an
unterschiedlich dimensionierten Stempelkavitäten sowie die Verteilung des Residual-
Layers untersucht.
Das reaktive Ionenstrahl-Ätzen wurde in dieser Arbeit für die Strukturierung von
Nanoimprint-Stempeln, metallischen Leiterbahnen und Imprint-Lacken optimiert. Dabei
wurden die Parameter (Ionenstrom, Beschleunigungsspannung und Gasmischungsverhältnis)
den unterschiedlichen Materialien und Strukturen angepasst.
Insbesondere die Entfernung des Residual-Layers nach dem Imprint-Prozess erforderte
die Optimierung von Ätzprofilen. Da während des Residual-Ätzens üblicherweise keine
121