MARC

 008260203s2023        us                              c    eng  d
■001000017365876
■00520260209102845
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798288816857
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32201023
■035    ▼a(MiAaPQ)Stanfordxf591sb3621
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a540
■1001  ▼aHuang,  Fei.
■24510▼aZirconium-Doped  Hafnium  Oxide  Based  Ferroelectric  Materials  for  Memory  Applications
■260    ▼a[Sl]▼bStanford  University▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2023
■300    ▼a133  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-02,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Wong,  S.  Simon.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Stanford  University,  2023.
■520    ▼aAs  data  processing  and  storage  needs  continue  to  grow  at  a  rapid  pace,  the  development  of  innovative  memory  technologies  is  crucial.  The  discovery  of  ferroelectricity  in  hafnia  (HfO2)-based  materials  has  garnered  significant  attention  in  both  academia  and  industry,  owing  to  their  potential  to  revolutionize  non-volatile  memory  (NVM)  technology  and  enable  novel  computing  architectures.  HfO2-based  ferroelectric  materials  offer  advantages  over  conventional  perovskite  oxides,  such  as  low-temperature  synthesis  and  conformal  growth  in  three-dimensional  structures  on  silicon,  making  them  compatible  with  complementary  metal-oxide-semiconductor  (CMOS)  technology  and  ideal  for  device  scaling.  However,  several  challenges  still  exist  for  implementing  ferroelectric  HfO2  in  commercial  products,  such  as  polarization  variation  during  cycling  (wake-up  effect),  high  operation  voltage,  compatibility  with  back-end-of-line  (BEOL)  processing  temperatures,  and  low  memory  density.  In  this  dissertation,  I  tackled  the  challenges  outlined  above.  I  began  by  focusing  on  the  Hf0.5Zr0.5O2  (HZO)  material  itself  and  addressing  the  wake-up  effect  through  the  introduction  of  an  HfO2  buffer  layer  at  the  HZO/electrode  interface.  Subsequently,  I  developed  a  new  measurement  setup  capable  of  directly  measuring  individual  nm-sized  devices,  which  enabled  investigating  the  scaling  effect  in  HZO-based  ferroelectric  capacitors.  Through  my  research,  I  was  able  to  demonstrate  excellent  ferroelectricity  and  reliability  in  ultra-thin  HZO  (4  nm)  capacitors  with  molybdenum  (Mo)  electrodes.  These  capacitors  exhibited  low  operation  voltage,  wake-up-free  behavior,  high  endurance,  and  low  RTA  temperatures,  making  them  highly  desirable  for  practical  applications.  I  also  studied  the  size  scaling  effect  down  to  65  nm  x  45  nm  devices,  where  I  observed  ultra-high  remanent  polarization  (2Pr)  for  the  first  time  at  this  scale.  In  addition  to  exploring  two-dimensional  scaling  to  improve  density,  I  also  proposed  a  hybrid  structure  for  4  bits/cell  storage,  increasing  the  multi-bit  capability  in  a  single  cell.
■590    ▼aSchool  code:  0212.
■650  4▼aCrystal  structure
■650  4▼aTransmission  electron  microscopy
■650  4▼aBehavior
■650  4▼aRandom  access  memory
■650  4▼aElectrodes
■650  4▼aElectric  fields
■650  4▼aMetal  fatigue
■650  4▼aCMOS
■650  4▼aEngineering
■650  4▼aResearch  &  development--R&D
■650  4▼aTransistors
■650  4▼aThin  films
■650  4▼aFerroelectrics
■650  4▼aRadiation
■650  4▼aElectromagnetics
■650  4▼aElectrical  engineering
■653    ▼aFerroelectricity
■653    ▼aNon-volatile  memory  technology
■653    ▼aFerroelectric  capacitors
■690    ▼a0537
■690    ▼a0544
■690    ▼a0607
■71020▼aStanford  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-02B.
■790    ▼a0212
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17365876▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

Preview

Export

ChatGPT Discussion

AI Recommended Related Books