Dimensional Scaling of Ferroelectric Properties of Hafnia-Zirconia Thin Films: Electrode Interface Effects

哈夫尼亚 铁电性 材料科学 缩放比例 电极 薄膜 立方氧化锆 接口(物质) 光电子学 纳米技术 复合材料 电介质 化学 陶瓷 数学 毛细管数 物理化学 毛细管作用 几何学
作者
Fei Huang,Balreen Saini,Lei Wan,Haidong Lu,Xiaoqing He,Shengjun Qin,Wilman Tsai,Alexei Gruverman,Andrew C. Meng,H.‐S. Philip Wong,Paul C. McIntyre,S.S. Wong
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (27): 17600-17610 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c01992
摘要

Hafnia-based ferroelectric (FE) thin films are promising candidates for semiconductor memories. However, a fundamental challenge that persists is the lack of understanding regarding dimensional scaling, including thickness scaling and area scaling, of the functional properties and their heterogeneity in these films. In this work, excellent ferroelectricity and switching endurance are demonstrated in 4 nm-thick Hf0.5Zr0.5O2 (HZO) capacitors with molybdenum electrodes in capacitors as small as 65 nm × 45 nm in size. The HZO layer in these capacitors can be crystallized into the ferroelectric orthorhombic phase at the low temperature of 400 °C, making them compatible for back-end-of-line (BEOL) FE memories. With the benefits of thickness scaling, low operation voltage (1.2 V) is achieved with high endurance (>1010 cycles); however, a significant fatigue regime is noted. We observed that the bottom electrode, rather than the top electrode, plays a dominant role in the thickness scaling of HZO ferroelectric behavior. Furthermore, ultrahigh switched polarization (remanent polarization 2Pr ∼ 108 μC cm–2) is observed in some nanoscale devices. This study advances the understanding of dimensional scaling effects in HZO capacitors for high-performance FE memories.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
bulingbuling发布了新的文献求助10
1秒前
99完成签到,获得积分10
1秒前
wdw2501完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
3秒前
5秒前
5秒前
淡定的疾发布了新的文献求助10
6秒前
刘小孩发布了新的文献求助10
6秒前
Frank发布了新的文献求助10
6秒前
天人合一完成签到,获得积分0
7秒前
机灵太君完成签到,获得积分10
9秒前
Daisy发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
白金凯撒发布了新的文献求助10
10秒前
orixero应助小李采纳,获得10
10秒前
tjfwg完成签到,获得积分10
10秒前
Yan完成签到,获得积分10
10秒前
李马克发布了新的文献求助20
11秒前
爆米花应助淡定的奇异果采纳,获得10
12秒前
12秒前
HZQ应助Kikua采纳,获得10
13秒前
13秒前
echoxj发布了新的文献求助50
13秒前
西门凡双完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
无花果应助loveananya采纳,获得10
15秒前
华仔应助大气乐儿采纳,获得10
15秒前
16秒前
刘小孩完成签到,获得积分10
16秒前
赵亚南发布了新的文献求助10
17秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
19秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Semantics for Latin: An Introduction 1099
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 780
A Student's Guide to Developmental Psychology 600
水稻光合CO2浓缩机制的创建及其作用研究 500
Logical form: From GB to Minimalism 500
2025-2030年中国消毒剂行业市场分析及发展前景预测报告 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4157428
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3693358
关于积分的说明 11663354
捐赠科研通 3384267
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1856645
邀请新用户注册赠送积分活动 917996
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 831286