In-situ-Untersuchung der elektrochemischen Metallisierung (ECM) in HfO2-basierten Resistive Random-Access Memory (RRAM)-Bauelementen mit fortschrittlichen (S)TEM-Techniken
Projektmitglieder: Déspina Nasiou (Doktorandin), Leopoldo Molina-Luna (PI)
Beschreibung:
RRAM-Bauelemente basieren auf einer Metall-Isolator-Metall-Struktur (MIM) und zeigen ein resistives Schaltverhalten. HfO2 wird für RRAM-Bauelemente aus einer Vielzahl von möglichen Isolatormaterialien ausgewählt. Das resistive Schalten resultiert aus der Bildung eines leitenden Fadens (CF) innerhalb der MIM-Struktur. Korngrenzen fungieren als bevorzugte Wege für die CF-Bildung in polykristallinen Materialien, und ein Verständnis des Einflusses einer bestimmten Mikrostruktur des Isolators auf die CF-Bildung ist mit fortschrittlichen Techniken der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) erforderlich. Bei der elektrochemischen Metallisierung (ECM) wandert das metallische Material aus dem MIM-Bauelement in den Isolator. Dieser Mechanismus beruht auf der wiederholbaren Bildung und dem Bruch des CF. Zu diesem Zweck werden Cu/HfO2/Pt-RRAM-Bauelemente während der In-situ-Erwärmung mit STEM-Bildgebung, EELS und Automated Crystal Orientation Mapping (ACOM) untersucht. Mithilfe von FIB werden TEM-Lamellen aus dem Bauelement geschnitten und auf einem MEMS-basierten Chip kontaktiert, was In-situ-Heiz-/Biasing-Untersuchungen mit (S)TEM ermöglicht.
