Масштабирование HZO и восстановление после усталости в FeFET при низковольтной работе: свидетельства перехода от деградации интерфейса к ферроэлектрической усталости
HZO Scaling and Fatigue Recovery in FeFET with Low Voltage Operation: Evidence of Transition from Interface Degradation to Ferroelectric Fatigue
2023-06-11
SCID: 54.1/hv48f8vd
Discuss with AI
масштабирование толщины FeFETмасштабирование Hf0.5Zr0.5O2 (HZO)восстановление после ферроэлектрической усталостимеханизм сужения окна памяти
Figures from the paper
Abstract (AI)
В настоящей работе систематически изучено масштабирование по толщине FeFET с Hf0.5Zr0.5O2 (HZO) от 11 до 4,6 нм с точки зрения характеристик памяти и механизма сужения окна памяти (MW). Уменьшение толщины HZO обеспечивает низковольтную работу, более высокое соотношение Ion/Ioff, меньшее значение крутизны подсемпового перехода (S.S.) и лучшую выносливость. Впервые установлено, что при уменьшении амплитуды циклирующего напряжения доминирующий механизм сужения MW изменяется от деградации интерфейса МОП к ферроэлектрической усталости, которая может быть восстановлена высоковольтным импульсом. На основании этого открытия предложен и продемонстрирован метод повышения выносливости за счёт использования такого восстановления, который эффективнее для более тонких HZO FeFET.
Key Findings
1
Предложен и продемонстрирован метод улучшения выносливости на основе периодических восстановительных импульсов высокого напряжения, который более эффективен для более тонких HZO FeFET.
2
Ферроэлектрическая усталость, возникающая при низких напряжениях циклирования, может быть восстановлена применением импульса высокого напряжения.
3
С понижением напряжения циклирования доминирующий механизм сужения окна памяти меняется от деградации MOS-интерфейса к ферроэлектрической усталости.
4
Уменьшение толщины HZO с 11 нм до 4,6 нм в FeFET обеспечивает работу на низком напряжении при сохранении ферроэлектрической функциональности.
5
Тонкий HZO дает более высокий коэффициент Ion/Ioff, меньший субпороговый наклон (S.S.) и лучшую выносливость по сравнению с более толстыми пленками.
Research Object
Полевые транзисторы с ферроэлектриком (FeFET) с слоями Hf0.5Zr0.5O2 (HZO), толщиной, масштабированной от 11 нм до 4.6 нм
Research Subject
Влияние масштабирования толщины HZO и работы при низком напряжении на характеристики памяти (механизм сужения окна памяти, отношение I_on/I_off, крутизна перехода, выносливость), включая переход доминирующего механизма сужения окна памяти от деградации интерфейса MOS к ферроэлектрической усталости и её восстановление высоковольтным импульсом
Publication Details
Publication Date
2023-06-11
Journal
Publisher
ISSN
Cited by
25
Access Type
Author Information
Download PDF
Subscribe to digest