基于CMOS兼容的Hf0.5Zr0.5O2的铁电记忆交叉点,使用大马士革工艺制造
Dorian Coffineau1,2, Nicolas Gariépy1,2, Benoit Manchon1,2,3
1Institut Interdisciplinaire d'Innovation Technologique (3IT), Université de Sherbrooke, J1K 0A5 Sherbrooke, Québec, Canada.
Nanotechnology
|July 17, 2024
概括
氧化 (HFO2) 铁电内存交叉点显示出更好的耐久性和更快的切换速度. 这些互补的金属氧化物半导体兼容设备为下一代内存应用提供了显著的优势.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 铁电材料对于非易失性记忆至关重要.
- 氧化 (HZO) 是用于高级记忆器件的有前途的铁电材料.
- 互补金属氧化物半导体 (CMOS) 兼容性对于大规模集成至关重要.
研究的目的:
- 使用CMOS兼容的damascene工艺制造和描述基于Hf0.5Zr0.5O2 (HZO) 的铁电记忆交叉点.
- 为了比较缩放交叉点设备与较大的基准设备的性能.
- 研究这些新型记忆结构的耐用性和切换速度.
主要方法:
- 通过CMOS兼容的damascene工艺制造HZO铁电内存交叉点.
- 9纳米厚的HZO铁电薄膜的等离子增强原子层沉积 (PEALD).
- 电气特性,包括耐久性测试和切换时间测量.
主要成果:
- 与基准设备相比,交点设备在耐力方面表现出一个数量级的改善.
- 缩放交叉点的切换时间为<170 ns,比较大的设备快得多.
- 所有设备在10^5周期后实现了~50μC cm-2的残余极化 (2Pr).
结论:
- 缩小规模的HZO铁电内存交叉点显示出优越的耐久性和切换速度.
- 兼容CMOS的damascene工艺使高性能铁电式内存制造成为可能.
- 这些发现凸显了HZO交叉点在先进记忆技术中的潜力.
