Physical chemistry of the TiN/Hf0.5Zr0.5O2 interface

退火(玻璃) X射线光电子能谱 铁电性 肖特基势垒 空位缺陷 兴奋剂 电极 材料科学 化学 纳米技术 光电子学 物理化学 冶金 结晶学 化学工程 复合材料 电介质 二极管 工程类
作者
Wassim Hamouda,A. Pancotti,C. Lubin,Ludovic Tortech,Claudia Richter,Thomas Mikolajick,Uwe Schroeder,N. Barrett
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:127 (6) 被引量:162
标识
DOI:10.1063/1.5128502
摘要

Ferroelectric hafnia-based thin films are promising candidates for emerging high-density embedded nonvolatile memory technologies, thanks to their compatibility with silicon technology and the possibility of 3D integration. The electrode–ferroelectric interface and the crystallization annealing temperature may play an important role in such memory cells. The top interface in a TiN/Hf0.5Zr0.5O2/TiN metal–ferroelectric–metal stack annealed at different temperatures was investigated with X-ray photoelectron spectroscopy. The uniformity and continuity of the 2 nm TiN top electrode was verified by photoemission electron microscopy and conductive atomic force microscopy. Partial oxidation of the electrode at the interface is identified. Hf is reduced near the top interface due to oxygen scavenging by the top electrode. The oxygen vacancy (VO) profile showed a maximum at the top interface (0.71%) and a sharp decrease into the film, giving rise to an internal field. Annealing at higher temperatures did not affect the VO concentration at the top interface but causes the generation of additional VO in the film, leading to a decrease of the Schottky Barrier Height for electrons. The interface chemistry and n-type film doping are believed to be at the origin of several phenomena, including wake-up, imprint, and fatigue. Our results give insights into the physical chemistry of the top interface with the accumulation of defective charges acting as electronic traps, causing a local imprint effect. This may explain the wake-up behavior as well and also can be a possible reason of the weaker endurance observed in these systems when increasing the annealing temperature.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
JamesPei应助紧张的乐蕊采纳,获得10
7秒前
从容道罡完成签到,获得积分10
7秒前
liran12319发布了新的文献求助10
8秒前
Pangolin完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
10秒前
水瓶完成签到,获得积分10
11秒前
小李子完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
青耕完成签到,获得积分10
13秒前
Young4399完成签到 ,获得积分10
15秒前
小小牛马发布了新的文献求助10
16秒前
所所应助唠叨的剑通采纳,获得10
17秒前
锋回露转123完成签到,获得积分10
17秒前
帕尼灬尼发布了新的文献求助30
18秒前
18秒前
林药师完成签到 ,获得积分10
20秒前
张三完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
星辰大海应助liran12319采纳,获得10
23秒前
山长子完成签到,获得积分10
23秒前
白石杏完成签到,获得积分10
24秒前
情怀应助人间理想采纳,获得20
25秒前
VitoLi发布了新的文献求助10
25秒前
科研通AI6.1应助王世俊采纳,获得10
29秒前
31秒前
32秒前
快快乐乐巴完成签到,获得积分10
32秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
33秒前
33秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
33秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
灌水英雄应助科研通管家采纳,获得30
33秒前
33秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Cronologia da história de Macau 1600
Developmental Peace: Theorizing China’s Approach to International Peacebuilding 1000
Traitements Prothétiques et Implantaires de l'Édenté total 2.0 1000
Earth System Geophysics 1000
Bioseparations Science and Engineering Third Edition 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6131541
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7959022
关于积分的说明 16515685
捐赠科研通 5248775
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2803033
邀请新用户注册赠送积分活动 1784035
关于科研通互助平台的介绍 1655139