演示面积密度 > 100 Mbit/mm$^2$ 的高规模 AlScN 铁电二极管存储器
介观与纳米尺度物理
2025-09-03 v2
摘要
锥形氮化物铁电材料因其卓越的极化特性和与传统半导体加工技术的兼容性，已成为下一代存储器应用的有前景的候选材料。本文成功演示了铝铝硼氮化物(AlScN)铁电二极管(FeDiode)存储器面积规模缩放至 40 nm 器件直径，同时保持 ON/OFF 比大于 60。使用 20 nm 厚的 Al0.64Sc0.36N 铁电层，我们评估了金属-绝缘-铁电-金属(MIFM)和金属-铁电-金属(MFM)两种结构用于规模化电阻存储器器件。规模化器件表现出超过 2.6 的击穿- coercive 场比值，归因于增强的击穿场。MIFM 器件显示出稳定的 3 位非易失多态行为，具有清晰可辨的电阻状态，并在 85 C 时保持超过 4*10^4 秒的保持时间。通过实现数百万倍的面积规模放大并提升性能指标，该工作确立了 AlScN 基 FeDiode 存储器作为高度有前景的非易失存储平台，具有潜在的直接集成到 CMOS 技术的能力。
引用
@article{arxiv.2504.13283,
title = {Demonstration of highly scaled AlScN ferroelectric diode memory with storage density > 100 Mbit/mm$^2$},
author = {Zekun Hu and Hyunmin Cho and Rajeev Kumar Rai and Kefei Bao and Yinuo Zhang and Zhaosen Qu and Yunfei He and Yaoyang Ji and Chloe Leblanc and Kwan-Ho Kim and Zirun Han and Zhen Qiu and Xingyu Du and Eric A. Stach and Roy Olsson and Deep Jariwala},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.13283},
year = {2025}
}
备注
4 figures and 1 table