Al2O3插入层对HfO2/ZrO2叠层薄膜铁电性能的影响(英文)

作者：陈海燕; 陈永红; 梁秋菊; 王志国; 曹俊^*; 张斗

来源：Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2023, 33(10): 3113-3121.

• HfO2-ZrO2
• 纳米叠层
• 铁电性
• 可靠性
• Al2O3

基于优良的可扩展性和良好的互补金属氧化物半导体工艺兼容性,铁电HfO2基非易失性存储器引发广泛的研究兴趣。采用原子层沉积方法制备(HfO2-ZrO2)3/mAl2O3/(HfO2-ZrO2)3纳米叠层薄膜(m为Al2O3厚度),并通过改变Al2O3厚度研究其铁电性和可靠性。结果表明,当m为1mm时,叠层薄膜表现出最高的剩余极化值,为23.87μC/cm2,且随着Al2O3厚度的增加,漏电流值可降低2-3个数量级。Al2O3和HfO2-ZrO2因介电错配而产生界面极化,同时更低介电常数的Al2O3可有效调控叠层薄膜内部的电场分布,从而促进铁电性能和可靠性的协同提升,这为更宽厚度范围HfO2基铁电存储器件的设计提供新的思路。

• 单位
  中南大学; 湖南中烟工业有限责任公司