Der Blätterkatalog benötigt Javascript.
Bitte aktivieren Sie Javascript in Ihren Browser-Einstellungen.
The Blätterkatalog requires Javascript.
Please activate Javascript in your browser settings.
6 Elektronik 0 3 2024 GMM-News Alfred-Kuhlenkamp-Preis der GMM Dotiertes Hafniumoxid für nichtflüchtige ferroelektrische Speicher Der Alfred-Kuhlenkamp-Preis der GMM zeichnet herausragende wissenschaftliche konstruktive oder experimentelle Arbeiten der Mikround Feinwerktechnik aus Bei den Bewerbungen um die Auszeichnung werden verschiedenartige Arbeiten akzeptiert darunter originelle wissenschaftlichschöpferische Arbeiten überzeugend gelungene Konstruktionen – auch ohne überwiegend wissenschaftlichtheoretischen Inhalt – oder die Erarbeitung von verfahrenstechnischen neuen Lösungen Die Verleihung des diesjährigen Alfred-Kuhlenkamp-Preises der GMM erfolgte im Rahmen des Mikro-SystemTechnik Kongress 2023 Dr Maximilian Lederer erhielt den Preis in Würdigung seiner Dissertation zum Thema »Material development of doped hafnium oxide for nonvolatile ferroelectric memory application« Bild 1 Unmittelbar nach Abschluss seiner Promotion wurde Dr Lederer Anfang 2022 am Fraunhofer IPMS als wissenschaftlicher Mitarbeiter angestellt und führt die vielversprechenden Ansätze seiner Forschungsarbeiten fort Seit Beginn des Jahres verantwortet er als leitender Wissenschaftler sämtliche Aktivitäten auf dem Gebiet fortschrittlicher nanoelektronischer Ma - terialien am Institutsstandort Center Nanoelectronic Technologies Die Dissertation Mit der zunehmenden Bedeutung von künstlicher Intelligenz stoßen klassische Rechnerarchitekturen immer häufiger an ihre Grenzen da die Datentransfers über den Von-Neumann-Engpass begrenzt werden Eine alternative Lösung stellen »Computein-Memory-Architekturen« dar die nichtflüchtige Speicher innerhalb der Logik integrieren Konventionelle nichtflüchtige Speicher wie Flash-Speicher können jedoch nicht in demselben Maße skaliert werden wie Logikbauelemente Daher ist der Bedarf für alter - native Technologien in den letzten Jahren enorm gestiegen Die Entdeckung von Ferroelektrizität in Hafniumoxid im Jahr 2008 zog großes Forschungsinteresse nach sich da dieses Material in gängigen Mikroelektronik-Prozesslinien vorhanden ist und herausragende Eigenschaften für dieses Anwendungsfeld zeigt Jedoch ist das Verhalten von ferroelektrischem Hafniumoxid nicht vollständig verstanden gerade im Vergleich zu herkömmlichen Ferroelektrika wie beispielsweise Perovskiten In der Dissertation wurde das Material auf verschiedenen Skalen untersucht und weiterentwickelt Die wissenschaftliche Arbeit erstreckt sich von den physikalischen Prozessen auf atomarem Level über Mikrostruktureffekte bis zum Zuverlässigkeitsverhalten von integrierten Bauelementen In diesem Rahmen wurden im Speziellen neue Untersuchungsmethoden für die Mikrostruktur in der Halbleiterfertigung eingeführt neue Fertigungsschritte entwickelt und alternative Integrationswege aufgezeigt Die Mikrostruktur von Hafniumoxid-Dünnschichten Um ein besseres Verständnis über die physikalischen Mechanismen und die Filmeigenschaften zu erhalten wurde die Mikrostruktur von Hafniumoxid untersucht Hierbei ließen sich mit der Transmissions-Kikuchi-Diffraktion TKD die erstmals für die Analytik von Mikroelektronik-Prozessen und -Bauelementen eingesetzt wurde neue Erkenntnisse erzielen Die TKD erlaubt die Visualisierung der lokalen kristallographischen Phase und Orientierung sowie der Mikrostruktur Bild 2a und b Mittels dieser Methode konnten im Rahmen der Disseration neue Erkenntnisse über das antiferroelektrische AFE Verhalten sowie den damit verbundenen »WakeUp-Effekt« gewonnen werden Letzterer stellt einen Übergang von antiferroelektischem zu ferroelektrischem Verhalten mittels elektrischer Zyklen dar Es konnte gezeigt werden dass 90°-Domänenwandbewegungen auch bekannt als ferroelastisches Schalten sowie Stressrelaxation hierfür verantwortlich sind Dass Hafniumoxid ferroelastische Eigenschaften hat ist von besonderer Bedeutung für nanoelektromechanische Systeme NEMS da diese sehr große piezoelektrische Verschiebungen erlauben Bild 2c Weiterhin konnte nachgewiesen werden dass in Abhängigkeit des Substrats und des Präkursors die Kornstruktur durch zylindrisches oder dendritisches Wachstum ausgebildet wird In Abhängigkeit der Glühtemperatur kann ein semiepitaktisches Wachstum erreicht werden welches deutliche Variabilitätsverbesserungen erlaubt Entwicklung alternativer Fertigungsprozesse Um darüber hinaus Einfluss auf das Schaltverhalten und die Filmeigenschaften von Hafniumoxid zu nehmen wurden In diesem Jahr ging der Alfred-Kuhlenkamp-Preis der GMM an Dr Maximilian Lederer In seiner Dissertation untersuchte er das Verhalten von ferroelektrischem Hafniumoxid Dieses Material verfügt über herausragende Eigenschaften für die Integration in nichtflüchtige Speicherbauelemente Bild 1 Dr Maximilian Lederer Preisträger des diesjährigen Alfred-Kuhlenkamp-Preises der GMM Bild Maximilian Lederer