首頁 技术文库 使用TEM分析忆阻器(memristor)结构

使用TEM分析忆阻器(memristor)结构

首頁 技术文库 使用TEM分析忆阻器(memristor)结构

使用TEM分析忆阻器(memristor)结构

by ruby

发布日期:2019/4/9
发布单位:iST宜特

仅数奈米厚度的半导体组件的结构如何分析鉴定?

唯一有效的分析工具就是穿透式电子显微镜(TEM)。透过高精确度的定位TEM试片制作,再用高分辨率、高分辨率的TEM分析,确认薄膜厚度与组成,以及界面结构。

2018年,一位来自美国宾州大学的教授,为了分析一种被动电子组件-忆阻器(memristor)的显微结构而找上宜特,由宜特材料分析实验室,协助该研究进行,此研究最终也获刊于2019年二月号的国际著名期刊Nature Electronics。

什么是忆阻器(memristor)?它又名记忆电阻(memory resistor),是一种被动电子组件,可在电子线路上用于保护重要电子装置。结合二组忆阻器可产生相同于晶体管的功能,但体积更小,属奈米级组件。以硅基材为主的忆阻器,其制程容易和目前的硅基IC整合,为下一代非挥发性内存的候选组件。

目前学研界对忆阻器的研究尚在起步中,很多理论和材料都在探索中。本月小学堂,就让我们简单介绍,宜特如何利用TEM结构分析技术,协助忆阻器的研究发展吧。

从下图的TEM影像和成份分析结果显示,忆阻器的主结构Ti/Si(O)/Pt总厚度只有约38 nm,而Si(O)绝缘层厚度只有7.2 nm,落在设计厚度 2 – 7.5 nm范围内;而且是非晶质,确保电流的等方向性。薄膜之间的界面并非原子级的平坦度,但是非常完整,没有任何空孔缺陷。

TEM
TEM

图说: S1 Si忆阻器的横截面TEM影像:

(a)EDS成份映像图,组件结构从下往上,依序为黏结层Ti,下电极Pt,介电层Si (O),上电极Ti,保护层Pt。各层间没有成份扩散问题。

(b)TEM 明场影像显示各层堆栈情形。

(c)高分辨TEM (HRTEM)影像,影像对比的均匀性显示没有任何金属奈米粒子在Si (O)层内。当界面足够平坦,2 nm厚以上的Si层可以防止上下电极的针孔贯穿。上图HRTEM影像显示Si (O)层上下界面的平坦度约为0.5 nm。

(摘录自:Nature Electronics , Vol. 2 , FEB. 2019 , 66–74 | www.nature.com/natureelectronics)

本文与各位长久以来支持宜特的您,分享经验,若您想要更进一步了解细节,欢迎洽中国免费咨询电话,400-928-9287│ Email: marketing_chn@istgroup.com

您可能有兴趣的相关文章