Effects of sputtering power on the formation of 5 nm thick ferroelectric nondoped HfO2 gate insulator for MFSFET application

材料科学 铁电性 溅射 电介质 光电子学 晶体管 极化(电化学) 场效应晶体管 威布尔分布 薄膜 电气工程 纳米技术 化学 电压 统计 数学 工程类 物理化学
作者
Joong‐Won Shin,Masakazu Tanuma,Shun-ichiro Ohmi
出处
期刊:Japanese Journal of Applied Physics [Institute of Physics]
卷期号:61 (SH): SH1010-SH1010 被引量:4
标识
DOI:10.35848/1347-4065/ac6385
摘要

Abstract In this research, the effects of sputtering power on the ferroelectric property of 5 nm thick ferroelectric nondoped HfO 2 were investigated for metal–ferroelectric–semiconductor field-effect-transistor application. The remnant polarization (2 P r ) was increased to 5.9 μ C cm −2 , and the density of interface states ( D it ) at silicon interface was effectively reduced to 1.8 × 10 11 cm −2 eV −1 when the sputtering power was 50 W for 5 nm thick nondoped HfO 2 formation. The largest Weibull slope ( β ) of 1.76 was extracted in Weibull distribution plot of the time-dependent dielectric breakdown measurements, and excellent fatigue properties until 10 10 cycles were realized. The memory window of 0.56 V was realized by the pulse amplitude and width of −1/6 V and 100 ms, respectively. Furthermore, the memory characteristic was expected to be maintained ever after 10 years of retention time.
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