| HfO2基铁电薄膜的结构、性能调控及典型器件应用 |
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| 引用本文： | 袁国亮,王琛皓,唐文彬,张睿,陆旭兵.HfO2基铁电薄膜的结构、性能调控及典型器件应用[J].物理学报,2023(9):247-268. |
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| 作者姓名： | 袁国亮 王琛皓 唐文彬 张睿 陆旭兵 |
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| 作者单位： | 1. 南京理工大学材料科学与工程学院;2. 华南师范大学华南先进光电子研究院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(批准号:92263105,62174059)；;中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:30921013108)资助的课题~~； |
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| 摘 要： | 大数据、物联网和人工智能的快速发展对存储芯片、逻辑芯片和其他电子元器件的性能提出了越来越高的要求.本文介绍了HfO2基铁电薄膜的铁电性起源,通过掺杂元素改变晶体结构的对称性或引入适量的氧空位来降低相转变的能垒可以增强HfO2基薄膜的铁电性,在衬底和电极之间引入应力、减小薄膜厚度、构建纳米层结构和降低退火温度等方法也可以稳定铁电相.与钙钛矿氧化物铁电薄膜相比, HfO2基铁电薄膜具有与现有半导体工艺兼容性更强和在纳米级厚度下铁电性强等优点.铁电存储器件理论上可以达到闪存的存储密度,读写次数超过1010次,同时具有读写速度快、低操作电压和低功耗等优点.此外,还总结了HfO2基薄膜在负电容晶体管、铁电隧道结、神经形态计算和反铁电储能等方面的主要研究成果.最后,讨论了HfO2基铁电薄膜器件当前面临的挑战和未来的机遇.
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| 关 键 词： | HfO2基薄膜 铁电极化 铁电存储器 |
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