鉄電気メモリ装置におけるストキャスティシティとプロセスによる損傷の物理的相関
Ryun-Han Koo1, Seungwhan Kim1, Jiseong Im1
1Department of Electrical and Computer Engineering and Inter- University Semiconductor Research Center (ISRC), Seoul National University, Seoul, 08826, Korea.
噴射プラズマの力は,トラップの密度を変化させることで,鉄電トンネル交差点 (FTJ) の性能に影響します. プラズマ条件を最適化すると 騒音が最小化され 記憶と神経形デバイスが強化され 信頼性が確保されます
科学分野:
- 材料科学
- 固体物理学
- 装置工学
背景:
- HfZrO2 (HZO) ベースのフェロ電気トンネルジャンクション (FTJ) は,メモリおよびニューロモルフィックアプリケーションに有望である.
- プラズマのスプッタリングプロセスは,デバイスの電気的特性に影響を与える,欠陥を導入することができます.
研究 の 目的:
- HZOベースのFTJのストキャスティック性質にスプッタリングによるダメージがどのように影響するかを調査する.
- プラズマ誘発の欠陥を制御することによって,メモリとニューロモルフィックのアプリケーションのためのデバイスのパフォーマンスを最適化します.
主な方法:
- 低周波ノイズ (LFN) スペクトロスコピーは,ストキャスティック特性を分析するために使用されました.
- 温度依存の電気測定が行われました.
- 噴射プラズマの電力は,上部電極の沈殿時に体系的に変化した.
主要な成果:
- スプッタリングプラズマのパワーが増加したため,HZO層のトラップ密度は高まった.
- トラップの密度が高くなり,プール・フレンケル伝導と電流騒音の大きさが増加した.
- オン電流密度と鉄電トンネル電抵抗 (TER) の比率が増加したが,ストキャスティック波動が増加した.
結論:
- プラズマプロセスの条件は,FTJのトラップ密度,LFN,およびデバイスの性能に重大な影響を及ぼします.
- スパッタリングパラメータを最適化すると,電気性能を向上させながらストキャスティックノイズを最小限に抑えることができます.
- この研究は,信頼性の高い,次世代のフェロ電気ベースの記憶と神経形システムを開発するためのガイドラインを提供します.
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