Παρασκευή και χαρακτηρισμός διατάξεων μνήμης εναλλαγής αντίστασης με βάση το διοξείδιο του πυριτίου

Αγιάννης, Ευάγγελος; Agiannis, Evangelos

dc.contributor.author	Αγιάννης, Ευάγγελος	el
dc.contributor.author	Agiannis, Evangelos	en
dc.date.accessioned	2019-03-29T08:14:40Z
dc.date.available	2019-03-29T08:14:40Z
dc.date.issued	2019-03-29
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48534
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15480
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ανερχόμενες μη πτητικές μνήμες	el
dc.subject	Μνήμες εναλλαγής αντίστασης	el
dc.subject	Εναπόθεση λεπτών υμενίων	el
dc.subject	Ηλεκτρικός χαρακτηρισμός	el
dc.subject	Νανοσωματίδια	el
dc.subject	Emerging nonvolatile memories	en
dc.subject	Resistive switching memories	en
dc.subject	Thin film deposition	en
dc.subject	Electrical characterization	en
dc.subject	Nanoparticles	en
dc.title	Παρασκευή και χαρακτηρισμός διατάξεων μνήμης εναλλαγής αντίστασης με βάση το διοξείδιο του πυριτίου	el
dc.title	Development and characterization of resistive switching memory devices based on silicon dioxide	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Φυσική	el
heal.classification	Physics	en
heal.classification	Nonvolatile random-access memory	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-09
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η μελέτη δομών μνήμης εναλλαγής αντίστασης. Κάθε διάταξη είναι μία δομή MIM (Metal - Insulator - Metal) αποτελούμενη από λεπτά υμένια χρυσού (Au), τιτανίου (Ti), διοξειδίου του πυριτίου ( SiO 2 ) και νιτριδίου του τιτανίου (TiN) πάνω σε ένα υπόστρωμα διοξειδίου του πυριτίου και πυριτίου ( Si ). Επιπλέον, μελετήθηκαν διατάξεις με ενσωματωμένα νανοσωματίδια πλατίνας (Pt), διαφορετικών μεγεθών (μέσοι διάμετροι 2nm και 5nm ), στο εσωτερικό του διηλεκτρικού στρώματος. Το πάχος του διηλεκτρικού στρώματος ήταν μια κατασκευαστική παράμετρος που μελετήθηκε προκειμένου να βρεθεί η επίδραση που έχει στα αποτελέσματα των ηλεκτρικών μετρήσεων των διατάξεων. Σε όλα τα δείγματα παρουσιάστηκαν δύο επίπεδα αντίστασης με σαφή διαχωρισμό των καταστάσεων στις περισσότερες περιπτώσεις. Από τα τρία είδη δειγμάτων που μελετήθηκαν ( 10nm, 20nm και 40nm ), βρέθηκε ότι οι διατάξεις με πάχος 40nm παρουσιάζουν σημαντικά καλύτερα χαρακτηριστικά τόσο όσον αφορά το παράθυρο μνήμης όσο και την αντοχή σε επαναλαμβανόμενους κύκλους λειτουργίας (endurance) με την χρήση παλμών. Πρέπει να σημειώσουμε πως σε όλες τις διατάξεις της εργασίας εφαρμόστηκε αρχικά η διαδικασία του electroforming. Εξετάστηκε η επίδραση της θερμοκρασίας εναπόθεσης του διηλεκτρικού στην απόδοση των διατάξεων. Τα αποτελέσματα του ηλεκτρικού χαρακτηρισμού σε συνδυασμό με αποτελέσματα μετρήσεων XPS δείχνουν ότι η θερμοκρασία της εναπόθεσης δεν επηρεάζει την στοιχειομετρία του οξειδίου του πυριτίου καθώς και την απόδοση των διατάξεων. Τα νανοσωματίδια πλατίνας παράχθηκαν με την μέθοδο του DC magnetron sputtering, και εναποτέθηκαν με τέτοιο τρόπο ώστε να βρίσκονται στο μέσο του διηλεκτρικού στρώματος. Βρέθηκε ότι η παρουσία των νανοσωματιδίων μέσης διαμέτρου 5nm βελτιώνει σημαντικά τα αποτελέσματα του ηλεκτρικού χαρακτηρισμού σε σύγκριση πάντα με το δείγμα αναφοράς (δείγμα χωρίς νανοσωματίδια).	el
heal.abstract	The subject of this diploma thesis is the study of resistive switching memory devices. Every device consists of a MIM (Metal - Insulator - Metal) structure comprised of thin films of gold (Au), titanium (Ti), silicon dioxide ( SiO 2 ) and titanium nitride (TiN) above a substrate of silicon ( Si ) and silicon dioxide. Moreover, devices with embedded (into the oxide) platinum (Pt) nanoparticles of different sizes (mean diameters of 2nm and 5nm ) where studied. The thickness of the dielectric layer was a structural parameter which was studied in order to find its effect in the results of the electrical measurements. In every sample we found two distinct resistance states. From the three samples that were studied for this purpose ( 10nm 20nm and 40nm ), we found that devices with 40nm dielectric thickness demonstrate significantly better characteristics both in the resistance window and in their endurance in continuous operation cycles with the use of voltage pulses. We have to note that in every device of the present work we initially applied the electroforming process. We also studied the effect of temperature during the deposition of the dielectric layer, in the performance of our devices. The electric characterization results combined with results of XPS measurements, show that the temperature during the deposition does not affect the stoichiometry and the performance of silicon oxide. Platinum nanoparticles where produced with DC magnetron sputtering and were deposited in such a way that they were in the middle of the dielectric layer. We found that the presence of nanoparticles with mean diameter of 5nm significantly impoves the results of the electrical characterization in contrast with the reference sample (sample without nanoparticles).	en
heal.advisorName	Τσουκαλάς, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ράπτης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Τσέτσερης, Λεωνίδας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Φυσικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	91 σ.
heal.fullTextAvailability	true