利用原位激光光发射电子显微镜对铁电电容器击穿过程进行无损成像
应用物理
2023-10-26 v1 材料科学
摘要
基于HfO的铁电材料是用于存储器最活跃开发的功能材料之一。然而，在基于HfO的铁电器件中，介电击穿是重复极化翻转过程中的主要失效机制。阐明击穿过程可拓宽铁电HfO的应用范围。本文中，我们利用原位激光光发射电子显微镜（laser-PEEM）直接观测基于HfO的铁电电容器的击穿过程。我们不仅清晰可视化了硬介电击穿（HDB）点，还观测到作为HDB前驱现象的软介电击穿（SDB） responsible 区域。发现SDB后形成的低阻区宽于HDB后形成的导电通路。此外，我们的谱显微分析揭示SDB后的光电子能谱呈现强度增强而无谱形调制，表明初始存在的缺陷增多。而在HDB点处观察到额外的肩峰结构。这些结果提供了光谱学证据：SDB后导电通路的电子态不同于HDB后者。通过本工作，我们提出该显微方法作为一种通用工具，用于原样研究埋藏材料，加速先进电子器件材料工程的发展。
引用
@article{arxiv.2310.16275,
title = {Non-Destructive Imaging of Breakdown Process in Ferroelectric Capacitors Using \textit{In-situ} Laser-Based Photoemission Electron Microscopy},
author = {Hirokazu Fujiwara and Yuki Itoya and Masaharu Kobayashi and Cédric Bareille and Shik Shin and Toshiyuki Taniuchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.16275},
year = {2023}
}
备注
6 pages