一个新的后端铁电场效应晶体管平台通过激光处理
Sang Woo Kim1, Wonjun Shin2,3, Ryun-Han Koo4
1Department of Electrical Engineering, Hanyang University, Seoul, 04763, Republic of Korea.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|November 6, 2024
概括
使用多晶通道的铁电场效应晶体管 (FeFET) 通过激光处理和原子层沉积来制造. 这一突破使节能,3D集成电路与现有制造工艺相兼容.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 微电子工程 微电子工程
背景情况:
- 基于Hafnia的铁电使得用于微电子的铁电场效应晶体管 (FeFET) 成为可能.
- 单立体三维 (M3D) 集成需要低温处理和高质量的铁电通道接口.
- 多晶 (poly-Si) 是一种可行的通道材料,但通常需要高制造温度,与M3D集成相冲突.
研究的目的:
- 使用多晶通道开发一个与后端线路 (BEOL) 兼容的FeFET平台.
- 为了克服在FeFET中集成高质量的铁电通道接口的热预算限制.
- 为了证明晶圆尺度的突触数组用于高能效的神经形态计算.
主要方法:
- 使用局部限制激光热处理制造聚Si通道.
- 通过低温原子层沉积来沉积基于哈夫尼亚的铁电材料.
- 将FeFET集成到晶圆尺度突触阵列中.
主要成果:
- 展示了一个BEOL兼容的FeFET平台,具有晶圆尺度统一性.
- 在所有与BEOL兼容的FeFET中实现了最大的有效内存窗口.
- 制造的突触阵列显示了神经形态计算的创纪录的高能效.
结论:
- 局部限制的激光处理可以在BEOL热约束范围内实现高质量的铁电通道接口.
- 这项工作建立了一个有前途的FeFET材料平台,用于M3D集成和节能计算.
- 开发的FeFETs适用于先进的神经形态计算应用.
