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Improved ferroelectric properties of CMOS back-end-of-line compatible Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)thin films by introducing dielectric layers

引用

Journal of Materiomics 2024年第2期10卷 277-284页

作者： Changfan Ju Binjian Zeng Ziqi Luo Zhibin Yang Puqi Hao Luocheng Liao Qijun Yang Qiangxiang Peng Shuaizhi Zheng Yichun Zhou Min Liao Key Laboratory of Low Dimensional Materials and Application Technology of Ministry of Education School of Materials Science and EngineeringXiangtan UniversityXiangtan411105China School of Advanced Materials and Nanotechnology Xidian UniversityXi'an710126China

Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)(HZO)ferroelectric thin films have gained significant attention for the development of next-generation ferroelectric memories by complementary-metal-oxide semiconductor(CMOS)back-end-of-line(beol)processing,due to their relatively low crystallization ***,it remains challenging to achieve excellent ferroelectric properties with post deposition annealing(PDA)process at a beol compatible *** these lines,in this work,it is demonstrated that the ferroelec-tricity of 15 nm thick HZO thin film prepared by PDA process at 400℃can be improved to varying degrees,via depositing 2 nm thick dielectric layers of Al_(2)O_(3),HfO_(2),or ZrO_(2)at either the bottom or the top of the ***,the HZO thin film with the top-Al_(2)O_(3)layer exhibits remarkable ferroelectric prop-erties,which are independent of the thickness of *** 6 nm thick HZO thin film shows a total remanent polarization(2Pr)of 31 mC/cm^(2)under an operating voltage of 2.5 *** results represent a significant advancement in the fabrication of high-performance,beol compatible ferroelectric mem-ories,as compared to previously reported state-of-the-art works.

关键词： Al_(2)O_(3) beol processing Ferroelectricity Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)(HZO)

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