Studien- und Diplomarbeiten / Project Work / Bachelor/Master-Arbeiten

Untersuchung verschiedener Elektroden für resistive Random Access Memory (RRAM)-Bauelemente auf Basis von HfO₂ als Schaltmaterial

• Herstellung von Metall-Isolator-Metall (MIM)-Bauelementen mit verschiedenen Elektrodenkonfigurationen
• Elektrische Charakterisierung der MIM-Strukturen

Korrelation der HfO2-Atomlagenabscheidungsparameter mit den Schalteigenschaften von resistiven Random Access Memory Bauelementen

• Herstellung von HfO₂-basierten Metall-Isolator-Metall (MIM)-Bauelementen mit umfangreichen Parametervariationen während der ALD von HfO₂
• Strukturelle Charakterisierung von HfO₂ und elektrische Charakterisierung der MIM-Strukturen

Entwicklung und Analyse komplexer Memristoren an mehrschichtigen Materialstapeln. Die Arbeit umfasst:

• Abscheidung der unteren Elektrode und der Schaltoxidschicht mittels Atomic Layer Deposition (ALD)
• Abscheidung der oberen Elektrode mittels Physical Vapor Deposition (PVD) unter Verwendung einer Schattenmaske
• die Ätzung der Oxidschicht mittels Reactive Ion Etching (RIE)
• Elektrische Messungen, um die I-V-Kennlinien des Memristors zu analysieren und die Hysterese-Schleifen auszuwerten

Prozessentwicklung für die Herstellung von Indium-Gallium-Zink-Oxid (IGZO) basierten Bauelementen sowie deren elektrische Charakterisierung:

• Dünnschichttransistoren
• Memristoren

Zuverlässigkeitsuntersuchungen (Reliability) von IGZO-basierten Bauelementen:

• temperatur- und zeitabhängige Stress-Untersuchungen an Dünnschichttransistoren
• Datenhaltung und Zyklenfestigkeit von Memristoren

Herstellung und Charakterisierung von zweischichtigen IGZO-basierten Bauelementen mit kontrolliertem Sauerstoffgehalt

• Herstellung von zweischichtigen IGZO-Dünnschichten mittels RF-Sputtern mit variablem Sauerstoffgehalt
• Prozessierung mittels Laserlithografie, PVD-Metallisierung, ALD-Dielektrikumabscheidung und Lift-off
• Realisierung von Dünnschichttransistoren, Dual-Gate-Bauelementen, Memristoren und 1T1R-Strukturen
• Elektrische Charakterisierung und Zuverlässigkeitsuntersuchungen einschließlich Messungen der Vorspannung, Datenhaltung und Lebensdauer

Elektrochemische Untersuchungen von Ruthenium-Oberflächen mittels Unterpotentialabscheidung von Kupferionen

• Ruthenium (Ru) ist zwar ein Edelmetall, weist aber eine hohe Affinität zum Sauerstoff auf, wodurch oberflächliche Bedeckungen durch Sauerstoffspezies (sogenannte „surficial oxides“) auftreten können. Das Ausmaß dieser Bedeckung lässt sich quantifizieren, indem man Kupferionen in sub-monomolekularer Bedeckung mittels Unterpotentialabscheidung (Cu-UPD) abscheidet.
• Die Cu-UPD lässt sich mit anderen elektrochemischen Untersuchungen oder mit spektroskopischen Methoden kombinieren.

Elektrolytische Wasserstoff-Einlagerung in Silicium-Einkristalle

• Wasserstoff (H₂) kann mittels Elektrolyse in Silicium-Einkristalle eingelagert werden. Nach Literaturangaben ist eine Möglichkeit die Cyclovoltammetrie (CV), wobei der Silicium-Einkristall (Teil eines Wafers) die Kathode ist, eine Platin-Elektrode die Anode und eine Wasserstoffelektrode die Bezugselektrode. Diese CV-Experimente werden in verdünnter Flusssäure-Lösung in PTFE-Behältern durchgeführt. Das Ausmaß der Einlagerung hängt ab vom Typ des Si-Einkristalls wie auch von Art und Menge des Dopings ab und kann durch physikalische Messungen wie der Ramanstreuung ermittelt werden.