學位論文

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    鐵電氧化鉿鋯之記憶體及類神經元件應用
    (2019) 陳泓宇; CHEN,Hong-Yu
    近年來發現摻雜HfO2在正交晶相中具有鐵電性，鐵電薄膜的殘餘極化和矯頑場可以通過摻雜濃度，退火條件進行調整。重要的是，HfO2與CMOS製程相容，用於記憶體上可以提供隨機存取、高速、低功率、高密度和非揮發性的理想記憶體條件。 本論文中展示了5nm厚度的Hf0.5Zr0.5O2 (HZO)閘極堆疊鐵電電晶體之記憶體元件應用，後閘極製程(gate-last process)使鐵電性隨著結晶溫度的逐漸轉變。元件具備優異的寫入/抹除(P/E)數據保持(retention)，當寫入/抹除電壓為4.8V時，外插到10年之電流開關比~2x104，記憶窗0.67 V。本篇論文第一部分為探討1T1C鐵電電容二極體的讀取耐久性(Endurance)以及高數據保持力(Retention)，第二部分為5奈米厚度的Hf0.5Zr0.5O2 (HZO)閘極堆疊鐵電電晶體之記憶體元件應用，以及探討不同介面層(Interfacial layer)對元件的影響，最後由於近年人工智慧的迅速崛起，我們利用具有鐵電性的元件來進行類神經應用，驗證了超薄鐵電層可做為新興記憶體及物聯網架構的真實性。