Wachstum und Nanogaps - JuSER - Forschungszentrum Jülich

RESISTIVEN MATERIALIEN UND TIO 2 -NANOPUNKTE IN SPEICHERMATRIZEN 24
Dabei hängt der einzubringende Energiebetrag von der Schichtdicke der Isolationsmatrix ab. Obwohl
HSQ flüssig ist und aufgeschleudert wird, ist die Schichtdicke von HSQ rotationsunabhängig. Nur über
das Mischungsverhältnis zwischen Feststoff Fox-12 und MIBK ist es möglich eine Schichtdickenvariation
der Isolationsmatrix herbeizuführen. Selbstverständlich gibt es auch einige Beschränkungen, die den
Einsatz von HSQ erschweren. Die relative Dielektrizität ε r der HSQ Isolationsmatrix hängt von der Dauer
und Höhe der Temperatureinwirkung ab, mit der das Lösungsmittel MIBK verdampft wird. Auf die
Besonderheiten der Temperatureinwirkung ist in Kapitel 1.5.2 hingewiesen. Weiterhin ist die Handhabung
von HSQ kritisch, da es gekühlt bei -5 ◦ C bis +5 ◦ C aufbewahrt werden muss. Bei Temperatureinwirkung
oberhalb 5 ◦ C neigt es zur Polymerisation. Insbesondere reagiert es mit Luftfeuchtigkeit, weshalb
es innerhalb von wenigen Minuten nach der Entnahme aufgeschleudert werden sollte. Zusätzlich sollten
zur Dosierung keine Glaspipetten und zum Verrühren von MIBK und HSQ sollte keine Glasbecher verwendet
werden, da HSQ mit Bestandteilen aus Glas oder Verunreinigungen sehr schnell reagiert. Aus
diesem Grund wurde HSQ nur in HDPE-Flaschen (HDPE = High Density Polyethylen, also Polyethylen
hoher Dichte) aufbewahrt und nur HDPE-Becher wurden zur weiteren Verwendung verwendet.
1.5.2 Die Einbettung von TiO 2 Nanopunkten in eine Isolationsmatrix
Die erste Anforderung an eine Isolationsmatrix ist, dass unterschiedliche Schichtdicken herstellbar sein
müssen, um Kristallite unterschiedlicher Grösse einbetten zu können. Als ersten Versuch wurden deshalb
gereinigte Substrate, bestehend aus Silizium und 400nm thermischen Siliziumoxid verwendet. Aus
der Literatur ist bekannt, dass die Schichtdicke von HSQ unabhängig von der Schleudergeschwindigkeit
ist [36], [37]. Der einzige Weg die Dicke der HSQ Isolationsmatrix zu beeinflussen ist über das
Mischungsverhältnis zwischen MIBK und HSQ. Fünf unterschiedliche Verdünnungen von HSQ wurden
hergestellt, die zwischen 1000 und 5000 Umdrehungen/Minute aufgeschleudert wurden. Die prozessierten
1x1Zoll Stücke wurden mit drei aufeinanderfolgenden Temperaturschritten ausgebacken.
Abbildung 1.16: HSQ Schichtdicken variiert über den Anteil an Lösungsmittel MIBK und mit unterschiedlichen
Schleudergeschwindigkeiten aufgetragen.