一条通往缺氧的水路 - - 没有氧气的唤醒 - - 没有激活的HfO2铁电器用于负电容场效应晶体管的铁电
Pavan Pujar1, Haewon Cho2, Young-Hoon Kim3
1Department of Ceramic Engineering, Indian Institute of Technology (IIT-BHU), Varanasi, Uttar Pradesh 221005, India.
ACS nano
|September 29, 2023
概括
大粒拉多化HfO2薄膜通过使用工程前体而实现铁电,而无需纳米结构. 均的氧气空位稳定了正方形相,使得无唤醒的性能和高极化.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 铁电哈夫尼亚薄膜对于下一代电子产品至关重要.
- 稳定形相通常需要纳米晶体形态和特定的处理.
- 现有的方法通常涉及碳杂质或专用电极.
研究的目的:
- 开发一种新的方法来稳定Lad-doped HfO2膜中的铁电或合相.
- 为了实现无唤醒的铁电,而不依赖纳米晶体结构或吸氧电极.
- 研究氧气空缺在相位稳定中的作用.
主要方法:
- 化学溶液沉积 (CSD) 使用低碳含量的工程水稀释前体.
- 直接在上生长大粒度 (>100 nm) 的La-化HfO2膜.
- 薄膜属性的表征,包括相位,极化和电分解.
主要成果:
- 成功地稳定了大粒度的Lad-doped HfO2 薄膜中的铁电或合相.
- 在没有唤醒过程的情况下,达到37.6μC/cm2的最大残留极化.
- 电影显示了高场耐力 (>6.2 MV/cm) 和通过负电容改进的MOSFET切换.
- 均分布的氧气空缺被确定为O相稳定的关键因素.
结论:
- 均分布的氧气空位足以稳定La-doped HfO2 薄膜中的铁电或合相.
- 这种方法可以实现无唤醒的铁电,消除了对纳米结构或反应电极的需求.
- 开发的CSD方法为制造高性能铁电器件提供了一个有前途的途径.
