Νανοηλεκτρονικές διατάξεις πυριτίου
Creators: name: Κολιοπούλου, Σταυρούλα Β.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2005
Subjects: Τεχνική langmuir-Blodgett
Μνήμη νανοκρυστάλλων
Μη πτητική μνήμη
Langmuir-Blodgett technique
Nonocrystal memory
Non-volatile memory

description: Οι στόχοι της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήσαν: α) Η ανίχνευση της δυνατότητας κατασκευής υβριδικών διατάξεων µνήµης, τύπου Flash, µε τη χρησιµοποίηση τεχνολογίας Si και µοριακών υλικών. β) Η κατασκευή σε χαµηλή θερµοκρασία (≤ 400 0C) και η επίδειξη λειτουργίας µίας τέτοιας µνήµης σε τρισδιάστατη αρχιτεκτονική. Πράγµατι, κατασκευάσθηκαν πρωτότυπες, υβριδικές διατάξεις µνήµης από Si και οργανικά υλικά, που είχαν νανοσωµατίδια Au (Au nps) σαν κόµβους αποθήκευσης του φορτίου. Τα νανοσωµατίδια εναποτέθηκαν πάνω σε µία συµβατική διάταξη Si, παρόµοια µε του τρανζίστορ MOSFET, σε θερµοκρασία δωµατίου µε δύο διαφορετικές µεθόδους: α) µε χηµικές διαδικασίες και ενεργοποίηση της επιφάνειας του υποκειµένου στρώµατος SiO2 και β) µε την τεχνική Langmuir-Blodgett (LB). Το οξείδιο σήραγγος των διατάξεων είναι 5 nm ή 3 nm θερµικό διοξείδιο του πυριτίου και το οξείδιο ελέγχου είναι ένας οργανικός µονωτής (C19H39COO)2Cd (πάχους 54 nm ή 108 nm) εναποτεθηµένος µε την LB τεχνική σε θερµοκρασία δωµατίου. Τα νέα υλικά (Au nps και (C19H39COO)2Cd) ενσωµατώθηκαν σε δοµές πυκνωτών MIS και χαρακτηρίσθηκαν από τις µετρήσεις και τις ιδιότητες αυτών των δοµών. Οι διατάξεις µνήµης παρουσιάζουν µη πτητικά χαρακτηριστικά σε χαµηλές τάσεις λειτουργίας, µπορούν να κατασκευασθούν σε παρτίδες και παρέµειναν σταθερές σε κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος για 6 µήνες, Επιπρόσθετα κατασκευάσθηκε µία πρωτότυπη, τρισδιάστατη διάταξη µνήµης µε την τεχνική της συγκόλλησης δισκιδίων σε χαµηλή θερµοκρασία. Οι προσχηµατισµένες περιοχές της πηγής (S), της εκροής (D) και του καναλιού χωρίσθηκαν µεταξύ τους µετά τη συγκόλληση µε υγρή, ανισοτροπική εγχάραξη. Τα στοιχεία αποθήκευσης του φορτίου (Au nps) εναποτέθηκαν µε το φαινόµενο της αυτοοργάνωσης. Στο τέλος έγινε επίδειξη των χαρακτηριστικών µνήµης αυτής της διάταξης
description: The aims of this work were: a) To demonstrate the feasibility of flash type memory devices fabricated by a hybrid silicon and molecular technology. b) To demonstrate the feasibility of such a device in a 3-D architecture fabricated at low temperature (≤ 400 0C). Prototypes hybrid silicon-organic memory devices using gold nanoparticles (Au nps) as charge storage elements were fabricated. The nanoparticles were deposited over a conventional (MOS like) silicon device at room temperature by two different methods: a) by chemical processes and surface functionalization of the underlying silicon dioxide layer and b) by means of the Langmuir-Blodgett (LB) technique. The tunneling oxide of the devices is a 5 nm or a 3 nm thermal SiO2 layer and the control oxide is an organic insulator (C19H39COO)2Cd (54 nm or 108 nm thick) deposited by the LB technique at room temperature. The new materials (Au nps and (C19H39COO)2Cd) were incorporated into capacitor MIS structures and characterized by the measurements and the properties of these structures. The memory devices exhibit non-volatile memory characteristics at low operation voltages, are batch fabricated and remain stable in normal ambient conditions for the last 6 months. Additionally a prototype 3-D memory device was fabricated by low temperature wafer bonding technique. The pre-formed S/D and channel areas were separated after bonding by anisotropic etching. The charge storage elements (Au nps) were deposited by self-assembly. The memory operation of this device was demonstrated