通过异构共掺杂提升 FeFET 栅堆中铁电 HfO$_2$ 薄膜的性能
材料科学
2026-03-17 v1
摘要
本研究探讨了在 HfO 薄膜中引入空间控制的 Zr 和 Al 异构共掺杂对金属-铁电-绝缘-半导体（MFIS）栅堆型铁电场效应晶体管（FeFETs）性能的影响。通过精确调节原子层沉积过程中 Zr 和 Al 掺杂剂的垂直排列，我们引入了刻意的组分梯度，这些梯度影响后续退火中的晶体化动力学。这种策略使我们能够系统地调节铁电层的相演化和域核生长，直接影响器件的可靠性和性能。从结构角度看，我们的研究结果表明，退火后 HfO 薄膜的相组成主要由掺杂剂的空间排列决定。从电气性能角度看，我们通过异构共掺杂显著提升了栅堆的剩余极化度和耐久性，具体取决于掺杂剂的空间排列方式。
引用
@article{arxiv.2508.16768,
title = {Enhanced Performance of FeFET Gate Stack via Heterogeneously co-doped Ferroelectric HfO$_2$ Films},
author = {Shouzhuo Yang and David Lehninger and Peter Reinig and Fred Schöne and Raik Hoffmann and Konrad Seidel and Maximilian Lederer and Gerald Gerlach},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.16768},
year = {2026}
}
备注
6 pages, 7 figures