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·2024
First Demonstration of HZO/beta-Ga2O3 Ferroelectric FinFET with Improved Memory Window
Seohyeon Park, Jaewook Yoo, Hyeojun Song, Hongseung Lee, Seongbin Lim, So Yeon Kim, Eun‐Cheol Park, Bongjoong Kim, Keun Heo, Peide D. Ye, Hagyoul Bae
arXiv (Cornell University)
초록

우리는 베타-산화갈륨(beta-gallium oxide, beta-Ga2O3) 강유전체 핀 필드효과 트랜지스터(ferroelectric fin field-effect transistors, Fe-FinFETs)의 효과를 최초로 실험적으로 입증하였다. 강유전체 층으로는 원자층 증착(atomic layer deposition, ALD)된 하프늄 지르코늄 산화물(hafnium zirconium oxide, HZO)을 사용하였다. HZO/beta-Ga2O3 Fe-FinFET는 기존의 평면형 FET에 비해 전달 특성에서 반시계 방향(counterclockwise) 히스테리시스 루프가 더 넓어, 단일 HZO 층에서 13.9 V의 기록적 높은 메모리 윈도우(memory window, MW)를 달성하였다. 실제 채널 폭에 대해 정규화하면, FinFET는 향상된 ION/IOFF 비가 2.3×10^7이고, 항복 전도 스윙(subthreshold swing) 값은 110 mV/dec이었다. 이러한 향상된 특성은 beta-Ga2O3와 HZO 층 사이에서의 양호한 계면 특성을 나타내는 낮은 계면 상태 밀도(Dit)에 기인한다. FinFET에서 강유전체 전체 층을 가로지르는 전기장이 더 커짐에 따라 강화된 분극은 Sentaurus TCAD를 사용하여 검증하였다. 5×10^6회의 프로그램/소거(program/erase, PGM/ERS) 사이클 후에도 MW는 9.2 V로 유지되었으며, 보존 시간(retention time)은 낮은 열화와 함께 최대 3×10^4 s까지 측정되었다. 따라서 초광대역갭(ultrawide bandgap, UWBG) Fe-FinFET는 고밀도 비휘발성 메모리 소자의 유망한 후보 중 하나임이 확인되었다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.

키워드
Window (computing)FerroelectricityBETA (programming language)Materials scienceOptoelectronicsComputer scienceOperating systemDielectric
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게재 연도
2024