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Diseño óptimo de proceso para capacitores ferroeléctricos de HfZrO sin despertador: hacia dispositivos de baja potencia con un rendimiento ferroeléctrico mejorado

Autores: Wang, Hui; Qi, Jiabin; Xie, Xinyu; Liu, Zongfang; Wu, Wenhao; Lee, Choonghyun

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Diseño óptimo de proceso para capacitores ferroeléctricos de HfZrO sin despertador: hacia dispositivos de baja potencia con un rendimiento ferroeléctrico mejorado


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Ferroeléctrico
Hafnio
óxidos de circonio
Computación en memoria
HfZrO
Vacantes de oxígeno

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 40

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los óxidos ferroeléctricos de hafnio y circonio han recibido recientemente una atención significativa debido a sus posibles aplicaciones en la computación en memoria. En este estudio, presentamos un diseño de proceso optimizado para un condensador ferroeléctrico de HfZrO (HZO) de 15 nm de espesor sin necesidad de activación, ajustando finamente el proceso de doble oxígeno e incorporando un recocido de oxígeno después del recocido posterior a la metalización (PMA). El enfoque optimizado resultó en una polarización competitiva de 28,6 C/cm, superando consistentemente los 25 C/cm a 3 V después de 2 x 10 ciclos, mostrando una densidad de corriente de 3,2 mA/cm a 2 V después de 10 ciclos. El efecto sinérgico de las vacantes de oxígeno y las propiedades de los granos (tamaño de grano, proporción de fase) permite una polarización ferroeléctrica competitiva a voltajes más bajos, mientras que la generación de WO cerca del electrodo superior y el aumento del tamaño de grano garantizan aún más la fiabilidad del condensador ferroeléctrico HZO. Este trabajo presenta perspectivas innovadoras para el desarrollo de dispositivos no volátiles caracterizados por una baja corriente de fuga y un bajo consumo de energía.

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