Структуры Кремний-на-Ферроэлектрике (SOF, SFS)

Авторы от ФТИАН им. К.А. Валиева РАН: А.В. Мяконьких, А.Е. Рогожин, А.А. Ломов, К.В. Руденко
Авторы от ИФП СО РАН: В.П. Попов, В.А. Антонов, Ф.В. Тихоненко

Для развития новой элементной базы вычислительных архитектур в парадигме “In Memory Computing” исследована возможность создания пластин кремний-на-диэлектрике со сверхтонким скрытым ферроэлектрическим слоем с высокой диэлектрической проницаемостью (UTBOX) путем атомно-слоевого осаждения (ALD) композитных слоев HfO2:Al, HfO2:Zr на сапфировые и кремниевые подложки с последующим переносом монокристаллического приборного слоя кремния на их поверхность бондингом по технологии DeleCut и термообработки RTA. В структуре кремний на сегнетоэлектрике (SOF) впервые была обнаружена чрезвычайно высокая термическая стабильность сегнетоэлектрической фазы ромбического Pca21 оксида гафния до температуры 1100oC. Проведены структурные измерения при помощи рентгеновской дифракции и подтвержден сегнетоэлектрический гистерезис в псевдо-MOSFET конфигурации. Структуры кремний – ферроэлектрический BOX – кремний (SFS) на основе оксида гафния и включениями оксида алюминия также демонстрируют повышенную термическую стабильность во время быстрых термических отжигов при температуре до 900°C, что делает их полностью совместимыми с текущей технологией CMOS и открывает перспективы создания оптоэлектронных и нейроморфных интегральных схем с проектными нормами до 22 нм на основе планарных транзисторов c двойным затвором DG FeFET, где активным ферроэлектриком является UTBOX.

  1. V.P. Popov,  V.A. Antonov,  A.K. Gutakovskiy,  A.V. Miakonkikh,  K.V. Rudenko, Hafnia and alumina stacks as UTBOXs in silicon-on insulator // Solid-State Electronics, 2020, 168, 107734, 10.1016/j.sse.2019.107734
  2. V.P. Popov, V.A. Antonov, F.V. Tikhonenko, S.M. Tarkov, A.K. Gutakovskii, I.E. Tyschenko, A.V. Miakonkikh, A.A. Lomov, A.E. Rogozhin, K.V. Rudenko, Robust Semiconductor-on-Ferroelectric Structures with Hafnia-Zirconia-Alumina UTBOX/ Stacks Compatible with the CMOS Technology // Applied Physics Letters (статья направлена 15 сентября 2020 г)

 

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.