Ανάπτυξη Και Χαρακτηρισμός Διατάξεων Mos Με Μεταλλικούς Νανοκρυστάλλους

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εγκατάσταση συστήματος εξάχνωσης υψηλού κενού (~10-8 mbar) ώστε να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή δομών MOS με νανοκρυστάλλους. Οι δομές αυτές χρησιμοποιούνται ολοένα και περισσότερο τα τελευταία χρόνια στην κατασκευή μη πτητικών μνημών. Αυτό οφείλεται στην αυξημένη αξιοπιστία τους που προκύπτει από το γεγονός ότι σε περίπτωση που δημιουργηθεί κάποιος αγώγιμος δρόμος μέσα στο λεπτό οξείδιο λόγω παρουσίας κάποιας ατέλειας, τότε δεν εκφορτίζεται όλο το "στρώμα" συγκράτησης φορτίων αλλά μόνο μερικοί νανοκρύσταλλοι ή μερικά σημειακά κέντρα τα οποία βρίσκονται κοντά στον αγώγιμο δρόμο. Αυτό προσφέρει ταυτόχρονα μεγαλύτερους χρόνους διατήρησης του φορτίου. Στη συνέχεια περιγράφονται τα δομικά μέρη του θαλάμου εξάχνωσης, το βασικότερο κομμάτι του οποίου είναι ο εξαχνωτής ηλεκτρονικής δέσμης (electron beam evaporator). Ο εξαχνωτής περιλαμβάνει τέσσερα κανόνια ηλεκτρονίων (e-guns), προσφέροντας τη δυνατότητα συνεξάχνωσης (co-evaporation) έως και τεσσάρων υλικών. Η πειραματική διαδικασία λαμβάνει χώρα σε συνθήκες πολύ υψηλού κενού (high vacuum) εξασφαλίζοντας την ελάχιστη δυνατή επιμόλυνση προς το δείγμα που πρόκειται να κατασκευαστεί. Ακολούθως γίνεται ο μορφολογικός χαρακτηρισμός των δειγμάτων που παρασκευάσθηκαν με την τεχνική της Μικροσκοπίας Ατομικής Δύναμης (Atomic Force Microscopy-AFM) και την τεχνική της Μικροσκοπίας Ατομικής Δύναμης με αγώγιμη ακίδα (conductive Atomic Force Microscopy, c-AFM). Παρουσιάζονται επίσης, οι μετρήσεις χωρητικότητας-τάσης (C-V) και διαγωγιμότητας-τάσης σε υψηλές συχνότητες (f=1 MHz) ώστε να διαπιστωθεί το αν μπορούν οι παρασκευασθείσες δομές να χρησιμοποιηθούν ως στοιχεία μνήμης.