본 연구에서는 이온 기반 전기화학 랜덤 액세스 메모리(ECRAM) 스택을 기존의 FeFET 구조와 통합한 하이브리드 강유전체 전계효과 트랜지스터(FeFET) 메모리 소자를 제안하며, 그 결과 메모리 윈도우와 보유(retention) 특성이 모두 크게 향상됨을 확인하였다. 이러한 시너지 향상은 ECRAM 층에 의해 매개되는 이온 주입으로 인해 임계전압(Vth)의 아날로그 변조가 가능해지는 한편, 강유전체 층이 이온의 역확산(back-diffusion)을 효과적으로 억제하여 보유 성능을 향상시키기 때문이다. 이와 같은 개선은 실험 데이터와 이온 전하(Q_ion) 기반 모델링을 결합함으로써, 해당 소자가 10 V를 초과하는 메모리 윈도우를 달성함이 확인되었다. ECRAM 전해질의 이온 전도 장벽 에너지(E_a,ion)를 0.3 eV로 조율함으로써 다양한 프로그래밍 전압에서 균일한 이온 주입이 가능해졌으며, 이는 안정적인 다중(멀티 레벨) 동작에 결정적으로 중요하다. 이러한 최적화는 높은 선형성을 보이는 증분 단계 펄스 프로그래밍(incremental step pulse programming, ISPP) 거동을 초래하였다. 비교 시뮬레이션을 통해 강유전체 분극(ΔP)과 이온 전하(Q_ion) 각각의 기여도를 검증하였으며, 모델링 결과와 실험 결과 간에 우수한 일치성을 확인하였다. 또한 실패 시간(failure-time) 분석 결과, 강유전체 층은 이온 역확산에 대한 에너지 장벽을 0.29 eV만큼 증가시키며 보유 성능을 유의하게 향상시키는 것으로 나타났다. 그 결과, 해당 하이브리드 소자는 신뢰할 수 있는 3-bit 저장 능력, 최소한의 사이클-투-사이클 변동성, 그리고 견고한 보유 특성을 나타내었으며, 이온 스위칭과 강유전체 스위칭 메커니즘 간의 유리한 시너지가 고밀도 아날로그-프로그래머블 비휘발성 메모리 응용에 효과적임을 명확히 입증하였다.

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