千字节级、无选择器、高温耐热的 AlScN 铁电二极管交叉阵列

我们报道了利用铝硅氮化物（AlScN）制造的千字节级、无选择器、铁电（FE）二极管交叉存储器阵列。该工艺完全兼容 CMOS 后端工艺（BEOL），制造了 2KB（128 $\times$ 128）阵列，器件直径可缩小至 5 $\mu$m，实现最高 2500 比特/mm$^2$ 的存储密度。对 1000 台随机挑选的器件进行大规模电气特性测试，显示出 95.2% 的良率、较窄的开关电压分布（变异系数 CV 为 0.003），以及约 10 的恒定开/关比，CV 为 0.27。我们演示了该阵列实现无选择器的读写操作，得益于 FE 二极管的高非线性、整流性能和一致的开关行为。此外，我们验证了在最高可达 600 $^\circ$C 的温度下，阵列操作中的铁电开关始终如一。我们的结果凸显了 AlScN FE 二极管阵列在高效能、高密度存储应用中的潜力，为未来在计算近存储、高温存储和模拟存储计算系统中的集成奠定了基础。