Статья

Название статьи ЗОНДОВЫЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЗИСТИВНОЙ ПАМЯТИ НА ОСНОВЕ МЕМРИСТОРНЫХ СТРУКТУР
Автор В.А. Смирнов
Рубрика РАЗДЕЛ III. НАНОТЕХНОЛОГИИ
Месяц, год 04, 2017
Индекс УДК 621.38-022.532
DOI
Аннотация Представлены результаты разработки технологического процесса формирования элемента резистивной памяти на основе мемристорных структур методами зондовых нанотехнологий на поверхности тонкой пленки титана. Для этого актуальным решением является использование новых процессов профилирования поверхности подложки на основе силовой зондовой нанолитографии и технологии локального анодного окисления поверхно-сти тонких пленок металлов. Исследованы режимы наноразмерного профиллирования фоторезиста методом силовой зондовой нанолитографии. Показано, что при увеличении времени дубления при одинаковой силе прижима зонда к поверхности образца глубина сформированных ПНС уменьшалась. Получены зависимости геометрических параметров ПНС фоторезиста от силы прижима зонда к поверхности образца при различном времени дубления пленки фоторезиста, а также зависимости ширины полученных ПНС от силы прижима зонда к образцу при различном времени дубления маски. Исследовано влияние основных управляющих параметров процесса ЛАО на геометрические размеры оксидных наноразмерных структур, сформированных на поверхности тонкой пленки титана. Исследовано влияние амплитуды импульсов напряжения при ЛАО на высоту и диаметр ОНС титана. Показано, что при увеличении амплитуды напряжения при ЛАО от 5 до 29 В происходило увеличение высоты ОНС титана от 0,25±0,1 до 5,9±1,1 нм и диаметра от 101,4±15,7 до 205,6±44,7 нм, соответственно. Показано, что оксидные наноразмерные структуры титана, сформированные методом ЛАО, обладают мемристорным эффектом, равномерным в пределах структуры макета элемента резистивной памяти. При приложении отрицательного напряжении 5 В, структура переключалась в состояние с “высоким” сопротивлением 1,4±0,4 ГОм, а при приложении положительного напряжения 5 В структура переключалась в состояние с “низким” сопротивлением 0,2±0,1 ГОм. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологических процессов изготовления элементной базы наноэлектроники с применением зондовых нанотехнологий.

Скачать в PDF

Ключевые слова Нанотехнологии; наноматериалы; наноэлектроника, RRAM; мемристорные структуры; силовая зондовая нанолитография; локальное анодное окисление; пленка титана; оксидные наноразмерные структуры.
Библиографический список 1. Ting-Chang Chang, Kuan-Chang Chang, Tsung-Ming Tsai, Tian-Jian Chu and Simon M. Sze Resistance random access memory // Materials Today. – 2016. – Vol. 19, No. 5. – P. 254-264.
2. Cong Ye, JiajiWu, Gang He, Jieqiong Zhang, Tengfei Deng, Pin He, HaoWang. Physical Mechanism and Performance Factors of Metal Oxide Based Resistive Switching Memory:
A Review // Journal of Materials Science & Technology. – 2016. – Vol. 32. – P. 1-11.
3. Strukov D, Snider G, Stewart D. The missing memristor found // Nature. – 2008. – No. 453.
– P. 80-83.
4. Kügeler C, Rosezin R, Linn E: Materials, technologies, and circuit concepts for nanocrossbar-based bipolar RRAM // Appl. Phys. A. – 2011. – Vol. 102. – P. 791-809.
5. Szot K., Rogala M., Speier W., Klusek Z. TiO2 – a prototypical memristive material // Nano-technology. – 2011. – No. 22. – P. 21.
6. Авилов В.И., Агеев О.А., Смирнов В.А. и др. Формирование и исследование матрицы мемристоров на основе оксида титана методами зондовой нанотехнологии // Известия высших учебных заведений. Электроника. – 2014. – № 2 (106). – C. 50-57.
7. Смирнов В.А., Агеев О.А. Нанолитография методом локального анодного окисления полупроводников и металлов // Известия ТРТУ. – 2005. – № 9 (53). – С. 61.
8. Агеев О.А., Коноплев Б.Г., Смирнов В.А. и др. Фотоактивация процессов формирования наноструктур методом локального анодного окисления пленки титана // Известия высших учебных заведений. Электроника. – 2010. – № 2 (82). – C. 23-30.
9. Агеев О.А., Поляков В.В., Смирнов В.А., Коломийцев А.С. Исследование влияния режимов фотонной стимуляции на процессы нанолитографии методом локального анодного окисления // Известия ТРТУ. – 2006. – № 9-1 (64). – С. 117.
10. Агеев О.А., Коноплев Б.Г., Смирнов В.А. и др. Исследование режимов фотонностимули-рованной зондовой нанолитографии методом локального анодного окисления пленки титана // Нано- и микросистемная техника. – 2008. – № 1 (90). – С. 14-16.
11. Агеев О.А., Коноплев Б.Г., Смирнов В.А. и др. Зондовая фотонно-стимулированная нано-литография структур на основе пленки титана // Микроэлектроника. – 2007. – Т. 36, № 6. – С. 403-408.
12. Агеев О.А. Солодовник М.С., Смирнов В.А. и др. Исследование режимов формирования оксидных наноразмерных структур арсенида галлия методом локального анодного окисления // Известия вузов. Электроника. – 2012. – № 2 (94). – С. 43-50.
13. Агеев О.А., Солодовник М.С., Смирнов В.А. и др. Исследование режимов локального анодного окисления эпитаксиальных структур арсенида галлия // Известия ЮФУ. Тех-нические науки. – 2011. – № 4 (117). – С. 8-13.
14. Коноплев Б.Г., Агеев О.А., Смирнов В.А., Коломийцев А.С., Ильин О.И. Модификация зондовых датчиков-кантилеверов для атомно-силовой микроскопии методом фокусиро-ванных ионных пучков // Нано- и микросистемная техника. – 2011. – № 4. – С. 4-8.
15. Агеев О.А., Смирнов В.А., Коломийцев А.С., Громов А.Л. Применение метода фокусиро-ванных ионных пучков для модификации зондовых датчиков атомно-силовых микро-скопов // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 4 (117). – С. 166-171.
16. Быков А.В., Коломийцев А.С., Полякова В.В., Смирнов В.А. Профилирование зондов для сканирующей зондовой нанодиагностики методом фокусированных ионных пучков // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 9 (158). – С. 133-140.
17. Смирнов В.А. Применение зондовой нанолитографии для формирования элементов на-ноэлектроники методом локального анодного окисления пленки титана // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. –№ 9 (158). – С. 15-24.
18. Ageev O.A., Ilin O.I., Kolomiytsev A.S., Rubashkina M.V., Smirnov V.A., Fedotov A.A. Investi-gation of effect of geometrical parameters of vertically aligned carbon nanotubes on their me-chanical properties // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 894. – P. 355-359.
19. Смирнов В.А. Нанолитография элементов наноэлектроники на основе оксида титана // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2016. – № 10 (183). – C. 27-40.
20. Smirnov V.A. Nanolithography by local anodic oxidation of thin titanium film // In book: Piezoelectrics and Nanomaterials: Fundamentals, Developments and Applications. – 2015.
– P. 85-103.
21. Ageev O.A., Kolomiytsev A.S., Smirnov V.A., Kots I.N., Bykov A.V. Fabrication of advanced probes for atomic force microscopy using focused ion beam // Microelectronics Reliability.
– 2015. – Vol. 55, No. 9-10. – P. 2131-2134.
22. Авилов В.И., Агеев О.А., Блинов Ю.Ф., Коноплев Б.Г., Поляков В.В., Смирнов В.А., Цука-нова О.Г. Моделирование процесса формирования оксидных наноразмерных структур методом локального анодного окисления поверхности металла // Журнал технической физики. – 2015. – Т. 85, № 5. – C. 88-93.
23. Агеев О.А., Блинов Ю.Ф., Ильин О.И., Коноплев Б.Г., Рубашкина М.В., Смирнов В.А., Федотов А.А. Исследование резистивного переключения вертикально ориентированной углеродной нанотрубки методами сканирующей зондовой микроскопии // Физика твер-дого тела. – 2015. – Т. 57, № 4. – C. 807-813.
24. Авилов В.И., Агеев О.А., Смирнов В.А., Солодовник М.С., Цуканова О.Г. Исследование режимов наноразмерного профилирования поверхности эпитаксиальных структур арсе-нида галлия методом локального анодного окисления // Российские нанотехнологии.
– 2015. – Т. 10, № 3-4. – C. 42-46.

Comments are closed.