10 nm AlBScN薄膜的低场铁电性
材料科学
2026-05-12 v1 应用物理
摘要
铝硅氮（Al1-xScxN, AlScN）铁电材料具有CMOS兼容性，但因其高 coercive field 和漏电流而受限于厚度缩放。进一步减薄对于低电压嵌入式非易失性存储器应用至关重要。硼掺杂可抑制AlScN薄膜中40 nm以下的漏电流，但其在超薄膜中的铁电特性尚未探索。本文演示了在10 nm稳溅射AlBScN电容器中实现稳健的铁电开关，具有低 coercive field 和约两个数量级低于AlScN的漏电流。值得注意的是，在电容-电压（C-V）测量中观察到2.2 MV/cm的铁电开关，在正负上升-负下降（PUND）测量中使用2 {\mu}s脉冲时，对称极化反转发生在近4.6 MV/cm。此外，Weibull分析显示其破坏- coercive field 比率（EBD/Ec）约为2.2。这些结果表明AlBScN是一种适用于CMOS后段（BEOL）兼容铁电应用的优越材料，具有改善能耗和降低漏电流的潜力。
引用
@article{arxiv.2511.08540,
title = {Low-Field Ferroelectricity in 10 nm AlBScN Thin Films},
author = {Xiaolei Tong and Pedram Yousefian and Ziyi Wang and Meenakshi A. Saravanan and Rajeev Kumar Rai and Giovanni Esteves and Eric A. Stach and Roy H. Olsson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.08540},
year = {2026}
}