多态,超薄,后端线路兼容的AlScN铁电二极管
Kwan-Ho Kim1, Zirun Han1,2, Yinuo Zhang1
1Department of Electrical and Systems Engineering, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania 19104, United States.
ACS nano
|June 3, 2024
概括
使用酸和酸的工程铁电二极管为内存驱动计算提供了更好的性能. 这些缩放的设备显示了增强的开/关比,并使高效,低功耗的嵌入式非挥发性内存.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 计算机架构 计算机架构
背景情况:
- 越来越多的数据生成需要高效的处理,突出了·诺伊曼瓶.
- 使用非易失性内存 (NVM) 的内存驱动计算提供了一个解决方案.
- 兼容CMOS后端线 (BEOL) 的铁电 (FE) 二极管对高密度NVM有希望.
研究的目的:
- 为了证明高性能,缩放了符合BEOL的FE二极管.
- 调查介层 (IL) 工程对设备特性的影响.
- 探索这些二极管在嵌入式NVM应用中的潜力.
主要方法:
- 使用AlScN薄膜 (5,10,20 nm) 制造缩放式FE二极管.
- 介层 (IL) 工程,以优化设备性能.
- 对设备运输机制和切换行为进行实验和理论分析.
主要成果:
- 在缩放的FE二极管中,在开/关比率 (>166x) 和整正比率 (>176x) 中取得了显著的改进.
- 证明了5位多态运行,保持稳定.
- 观察到铁电切换电压在含有IL的情况下下降,得到了理论分析的支持.
结论:
- 具有IL工程的缩放AlScN FE二极管在内存驱动计算中表现出高性能.
- 这些二极管适用于高性能,低功耗的嵌入式NVM.
- 这些发现为解决数据处理挑战的先进NVM解决方案铺平了道路.


