通过接口被动化和批量兴奋剂来提高基于哈夫尼亚的MFIS电容器的铁电性能
Jianxing Yang1, Yufang Xie1, Chengyan Zhu1
1School of Physics and Electronic Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 2015, 27, 18112013, People's Republic of China.
Nanotechnology
|March 2, 2024
概括
这项研究通过设计氧气空缺来增强基于哈夫尼亚 (HfO2) 的铁电薄膜,提高非易失性记忆的性能和耐久性. 该方法使用Al2O3中间层和Al剂来改善铁电特性.
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:
- 基于Hfnia (HfO2) 的铁电材料对于先进的电子产品至关重要,因为它们具有CMOS兼容性和薄膜铁电特性.
- 提高HfO2膜的铁电特性和耐久性对于高性能非易失性内存应用至关重要.
研究的目的:
- 提高基板上的HfxZr1−xO2(HZO) 薄膜的铁电性能和耐久性.
- 研究氧气空缺 (V<0xE1><0xB5><0xA2>) 在HZO铁电性质中的作用.
主要方法:
- 通过双重方法在HfxZr1−xO2(HZO) 膜中设计氧气空缺.
- 包含一个Al2O3中间层,以减少界面氧气空缺.
- 在HZO膜中引入Al剂,以增加大量氧气空隙度.
主要成果:
- 在铁电性能方面取得了显著的改进,其余极化 (2Pr) 为47μC cm-2.2.
- 证明了非凡的耐力,在没有唤醒过程的情况下,以8 MV cm-1的速度承受高达108个循环.
- 归因于氧空位度调节的改进,促进了铁电O-III阶段.
结论:
- 拟议的战略有效地提高了基于HfO2的材料的铁电特性.
- 这种方法为改善化晶体结构材料的铁电性提供了可行的替代方案.
- 优化氧气空位工程是下一代铁电记忆器件的关键.


