Diseño, fabricación y caracterización de dispositivos de conmutación resistiva basados en estructuras TiN/Ti/HfO2/W
Als darrers anys s'ha generat un gran interès pels dispositius de commutació resistiva degut al potencial que presenten per revolucionar el món de l'electrònica. Aquesta tesi doctoral se centra en el disseny, la fabricació i la caracterització d'aquests dispositius amb una combinació...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:257686 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/257686 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Commutació resistiva Conmutación resistiva Resistive switching HfO2 Conducció filamentaria Conducción filamentaria Filamentary conduction Tecnologies 621.3 |
| Sumario: | Als darrers anys s'ha generat un gran interès pels dispositius de commutació resistiva degut al potencial que presenten per revolucionar el món de l'electrònica. Aquesta tesi doctoral se centra en el disseny, la fabricació i la caracterització d'aquests dispositius amb una combinació concreta de materials, TiN/Ti/HfO2/W, que permeten una integració total amb les actuals tecnologies de fabricació nano i microelectrónica i que presenten un tipus de commutació resistiva bipolar basada en la creació i dissolució parcial de filaments conductors nanomètrics. Després d'un primer capítol en el que s'introdueix el fenomen de la commutació resistiva i els mecanismes físics que la fan possible, al segon capítol es descriu el procés de fabricació que s'ha fet servir en aquesta tesi per a obtenir aquest tipus de dispositius mitjançant dues configuracions constructives diferents, en creuament i aïllada. Posteriorment, i desprès de mostrar els dispositius obtinguts i la seva caracterització física, s'indiquen els resultats experimentals sobre el seu comportament elèctric. Als dos capítols següents s'estudien les característiques de la commutació resistiva bipolar d'aquests dispositius individualment mitjançant l'aplicació de cicles d'escombrat de voltatge mitjançant rampes i de cicles de trens de polsos, tant en seqüencies amb paràmetres elèctrics constants (capítol 3) o modificats automàticament cicle a cicle per tal d'avaluar la resposta multinivell (capítol 4). Seguidament, es presenta l'anàlisi del comportament elèctric de l'associació en antiserie de dos dispositius, associació que dóna lloc al fenomen conegut com a commutació resistiva complementaria (capítol 5). Per a completar l'estudi d'aquests dispositius, al capítol 6 es proposa una nova metodologia per analitzar la naturalesa física del filament conductor, metodologia que permet localitzar el filament i classificar-lo per tal de conèixer l'estat elèctric del dispositiu abans de realitzar el procediment experimental. A continuació, al capítol 7 es presenta el disseny d'un conjunt de màscares fotolitogràfiques per a poder fabricar nous dispositius, tant simples como complexes (amb dues o més cel·les MIM per dispositiu), fent servir tres tipus de configuració: en creuament, aïllada i en creuament aïllat, que és una combinació de les dues primeres. A més a més, es mostren els resultats de la caracterització física i elèctrica dels dispositius fabricats amb aquest nou conjunt de màscares. Finalment, al vuitè capítol es recullen les conclusions més rellevants dels resultats obtinguts al llarg del desenvolupament de la tesi. |
|---|