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采用双层ALD温度堆叠的无唤醒延迟HfO2/ZrO2超晶格三阶单元铁电存储器
Triple-Level Cell FeRAM With Wake-Up Free HfO2/ZrO2 Superlattice Using Bilayer ALD Temperature Stacks
| 作者 | Kuan-Wen Huang · Kun-Tao Lin · Shu-Chieh Chang · Yu-Yun Wang · Tien-Sheng Chao |
| 期刊 | IEEE Electron Device Letters |
| 出版日期 | 2025年12月 |
| 卷/期 | 第 47 卷 第 2 期 |
| 技术分类 | 功率器件技术 |
| 技术标签 | FeRAM 铁电存储器 HfO2 ZrO2 ALD |
| 相关度评分 | ★ 1.0 / 5.0 |
| 关键词 |
语言:
中文摘要
本文提出一种双层超晶格HfZrO2堆叠结构,融合低温与高温原子层沉积工艺优势,实现无唤醒延迟、低疲劳的铁电电容。该结构支持3比特/单元(8个稳定极化态),耐久性超10^8次循环,适用于高密度嵌入式铁电存储。
English Abstract
A bilayer superlattice (SL) Hf ${}_{\mathbf {x}}$ Zr ${}_{\mathbf {{1}-{x}}}$ O ${}_{\mathbf {{2}}}$ (HZO) stack is developed to combine the high endurance of low-temperature ALD (LTD) with the strong polarization benefits of high-temperature ALD (HTD). The optimized 5-nm HTD-SL/5-nm LTD-SL (HLTD) configuration demonstrates wake-up-free switching and suppressed fatigue. The resulting FeCAPs enable 3-bit/cell functionality with eight well-separated and stable polarization states sustained beyond $10^{\mathbf {{8}}}$ cycles. These findings indicate that the proposed bilayer SL-HZO architecture holds strong potential for high-density embedded FeRAM applications.
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SunView 深度解读
该研究聚焦于铁电随机存取存储器(FeRAM)材料与工艺创新,属于半导体存储器件基础研究,与阳光电源核心业务(光伏逆变器、储能PCS、风电变流器等电力电子系统)无直接技术关联。阳光电源产品依赖成熟商用MCU、FPGA及工业级Flash/DDR等存储方案,不涉及铁电存储器自主研发或应用。建议关注其在控制器非易失配置存储、边缘AI模型缓存等潜在延伸场景,但当前无需技术导入或产线适配。