Disseny, fabricació i caracterització de dispositius de commutació resistiva basats en estructures tin/ti/hfo2/w
- Autores: Samuel V Poblador Cester
- Directores de la Tesis: Mireia Bargalló González (dir. tes.), Francesca Campabadal Segura (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2021
- Idioma: catalán
- Tribunal Calificador de la Tesis: Rosa Rodríguez Montañes (presid.), Albert Crespo Yepes (secret.), Héctor García García (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Electrónica y de Telecomunicación por la Universidad Autónoma de Barcelona
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
En los últimos años se ha suscitado un gran interés por los dispositivos de conmutación resistiva debido al potencial que poseen para revolucionar el mundo de la electrónica. Esta tesis se centra en el diseño, la fabricación y la caracterización de estos dispositivos con una combinación concreta de materiales, TiN/Ti/HfO2/W, que permiten una integración total con las actuales tecnologías de fabricación nano y microelectrónica y que presentan un tipo de conmutación resistiva bipolar basada en la creación y disolución parcial de filamentos conductores nanométricos.
Después de un primer capítulo en el que se introduce el fenómeno de la conmutación resistiva y los mecanismos físicos que la hacen posible, en el segundo capítulo se describe el proceso de fabricación seguido para obtener este tipo de dispositivos mediante dos configuraciones constructivas diferentes, en cruce y aislada. Posteriormente, después de mostrar los dispositivos obtenidos y la caracterización física de estos, se indican los resultados experimentales sobre su comportamiento eléctrico. Durante los dos siguientes capítulos se estudian las características de la conmutación resistiva bipolar que exhiben estos dispositivos individualmente mediante la aplicación de ciclos de barrido de voltaje mediante rampas y de ciclos de trenes de pulsos, ya sea en secuencias bajo parámetros eléctricos constantes (capítulo 3) o modificados automáticamente ciclo a ciclo para evaluar su respuesta multinivel (capítulo 4). Seguidamente, se analiza el comportamiento eléctrico de la asociación en antiserie de dos dispositivos, asociación que da lugar al fenómeno conocido como conmutación resistiva complementaria (capítulo 5). Para completar el estudio de estos dispositivos, en el capítulo 6 se indaga sobre la naturaleza física de su filamento conductor mediante una nueva metodología que permite localizarlo y clasificarlo para averiguar el estado eléctrico de cualquier dispositivo antes de realizar el procedimiento experimental. A continuación, en el capítulo 7 se presenta el diseño de unas nuevas máscaras fotolitográficas para poder realizar la fabricación de nuevos dispositivos, tanto simples como complejos (con dos o más celdas MIM por dispositivo), usando tres tipos de configuración: en cruce, aislada y en cruce aislado, que es una combinación de las dos primeras; además se muestran los resultados de la caracterización física y eléctrica realizada a estos nuevos dispositivos. Finalmente, en el octavo capítulo se recogen las conclusiones más relevantes de los resultados obtenidos en el desarrollo de la tesis.
