강유전체 HfO2의 도펀트 의존성 및 강유전체 터널 접합 메모리 소자 응용에 대한 연구 Study on Dopant Dependence of Ferroelectric HfO2 and its Application for Ferroelectric Tunnel Junction Memory Device원문보기
강유전체 HfO2는 우수한 CMOS 공정 호환성과 수 nm 두께의 박막에서도 강유전성을 발현된다는 이점으로 인해 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 강유전체 HfO2는 터널링 전류를 이용하는 강유전체 저항성 메모리인 Ferroelectric Tunnel Junction (FTJ)에 적용하기에 적합한 물질로 주목받고 있다. 강유전체 HfO2 박막에는 여러 도펀트와 공정조건 및 소자구조가 적용되고, 다양한 공정 파라미터들이 소자의 전기적 특성에 영향을 미친다. 따라서, 이 다양한 파라미터들이 소자특성에 미치는 영향과 상관관계에 대한 깊은 연구가 필요하다. 본 연구에서는 HfO2에 적용되는 도펀트인 Zr, ...
강유전체 HfO2는 우수한 CMOS 공정 호환성과 수 nm 두께의 박막에서도 강유전성을 발현된다는 이점으로 인해 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 강유전체 HfO2는 터널링 전류를 이용하는 강유전체 저항성 메모리인 Ferroelectric Tunnel Junction (FTJ)에 적용하기에 적합한 물질로 주목받고 있다. 강유전체 HfO2 박막에는 여러 도펀트와 공정조건 및 소자구조가 적용되고, 다양한 공정 파라미터들이 소자의 전기적 특성에 영향을 미친다. 따라서, 이 다양한 파라미터들이 소자특성에 미치는 영향과 상관관계에 대한 깊은 연구가 필요하다. 본 연구에서는 HfO2에 적용되는 도펀트인 Zr, Si 에 따른 강유전체 박막의 전기적 특성을 분석하였다. 특히 사이클링에 의해 발생하는 여러 효과 (Wake-up, Fatigue) 에 따른 도메인의 거동을 파악하기 위해 First-order Reversal Curve (FORC)를 적용하여 소자의 변화를 분석하였다. 그 결과를 바탕으로, 최적의 공정조건 및 소자구조를 도출하여 On/Off ratio를 극대화 했다. 마지막으로, 메모리 소자 적용을 위해 여러 메모리 특성을 분석하고 소자의 신뢰성을 평가하였다.
강유전체 HfO2는 우수한 CMOS 공정 호환성과 수 nm 두께의 박막에서도 강유전성을 발현된다는 이점으로 인해 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 강유전체 HfO2는 터널링 전류를 이용하는 강유전체 저항성 메모리인 Ferroelectric Tunnel Junction (FTJ)에 적용하기에 적합한 물질로 주목받고 있다. 강유전체 HfO2 박막에는 여러 도펀트와 공정조건 및 소자구조가 적용되고, 다양한 공정 파라미터들이 소자의 전기적 특성에 영향을 미친다. 따라서, 이 다양한 파라미터들이 소자특성에 미치는 영향과 상관관계에 대한 깊은 연구가 필요하다. 본 연구에서는 HfO2에 적용되는 도펀트인 Zr, Si 에 따른 강유전체 박막의 전기적 특성을 분석하였다. 특히 사이클링에 의해 발생하는 여러 효과 (Wake-up, Fatigue) 에 따른 도메인의 거동을 파악하기 위해 First-order Reversal Curve (FORC)를 적용하여 소자의 변화를 분석하였다. 그 결과를 바탕으로, 최적의 공정조건 및 소자구조를 도출하여 On/Off ratio를 극대화 했다. 마지막으로, 메모리 소자 적용을 위해 여러 메모리 특성을 분석하고 소자의 신뢰성을 평가하였다.
Ferroelectric HfO2 has been steadily studied due to compatibility of its excellent CMOS process and ferroelectricity with a thickness of several nano-meters of thin film. In addition, ferroelectric HfO2 has been attracted attention as a suitable material for application to Ferroelectric Tunnel Junct...
Ferroelectric HfO2 has been steadily studied due to compatibility of its excellent CMOS process and ferroelectricity with a thickness of several nano-meters of thin film. In addition, ferroelectric HfO2 has been attracted attention as a suitable material for application to Ferroelectric Tunnel Junction (FTJ), a ferroelectric resistive memory using tunneling current. Ferroelectric HfO2 thin films have various parameters such as dopants, process conditions, and device structure, which affect the electrical properties of the device. Therefore, further research is needed to investigate the effects and correlation of these various parameters on device characteristics. In this study, to investigate the effect of the dopant, the electrical properties of ferroelectric thin films according to the dopant (Zr, Si) applied to HfO2 were analyzed. In particular, the first-order reversal curve (FORC) was applied to analyze the characteristics of the device in order to understand the domain behavior due to various effects caused by cycling (Wake-up, Fatigue). Based on the results, the optimum process conditions and device structure of FTJ were evaluated to maximize the On/Off ratio. Finally, memory properties and reliability of the device were evaluated for the application of memory devices.
Ferroelectric HfO2 has been steadily studied due to compatibility of its excellent CMOS process and ferroelectricity with a thickness of several nano-meters of thin film. In addition, ferroelectric HfO2 has been attracted attention as a suitable material for application to Ferroelectric Tunnel Junction (FTJ), a ferroelectric resistive memory using tunneling current. Ferroelectric HfO2 thin films have various parameters such as dopants, process conditions, and device structure, which affect the electrical properties of the device. Therefore, further research is needed to investigate the effects and correlation of these various parameters on device characteristics. In this study, to investigate the effect of the dopant, the electrical properties of ferroelectric thin films according to the dopant (Zr, Si) applied to HfO2 were analyzed. In particular, the first-order reversal curve (FORC) was applied to analyze the characteristics of the device in order to understand the domain behavior due to various effects caused by cycling (Wake-up, Fatigue). Based on the results, the optimum process conditions and device structure of FTJ were evaluated to maximize the On/Off ratio. Finally, memory properties and reliability of the device were evaluated for the application of memory devices.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.