FeFET: A versatile CMOS compatible device with game-changing potential

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Beitragende

  • Sven Beyer - , Global Foundries, Inc. (Autor:in)
  • Stefan Dünkel - , Global Foundries, Inc. (Autor:in)
  • Martin Trentzsch - , Global Foundries, Inc. (Autor:in)
  • Johannes Müller - , Global Foundries, Inc. (Autor:in)
  • Andreas Hellmich - , Global Foundries, Inc. (Autor:in)
  • Dirk Utess - , Global Foundries, Inc. (Autor:in)
  • Jan Paul - , Global Foundries, Inc. (Autor:in)
  • Dominik Kleimaier - , Global Foundries, Inc. (Autor:in)
  • John Pellerin - , Global Foundries, Inc. (Autor:in)
  • Halid Mulaosmanovic - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Halid Mulaosmanovic - , Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme (Autor:in)
  • Evelyn T. Breyer - , Professur für Nanoelektronik, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Evelyn T. Breyer - , Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme (Autor:in)
  • Thomas Mikolajick - , Professur für Nanoelektronik, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Stefan Slesazeck - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Stefan Müller - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Johannes Ocker - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Antoine Benoist - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Haidi Zhou - , Professur für Nanoelektronik (Autor:in)
  • Menno Mennenga - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Martin Schuster - , Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Fabio Tassan - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Marko Noack - , Professur für Hochparallele VLSI-Systeme und Neuromikroelektronik (Autor:in)
  • Ali Pourkeramati - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Franz Müller - , Ferroelectric Memory GmbH (Autor:in)
  • Maximilian Lederer - , Professur für Experimentalphysik/Photophysik, Ferroelectric Memory GmbH (Autor:in)
  • Tarek Ali - , Ferroelectric Memory GmbH (Autor:in)
  • Raik Hoffmann - , Ferroelectric Memory GmbH (Autor:in)
  • Thomas Kämpfe - , Ferroelectric Memory GmbH, Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme (Autor:in)
  • Konrad Seidel - , Ferroelectric Memory GmbH (Autor:in)

Abstract

With the discovery of ferroelectricity in HfO2 based thin films and the co-integration of ferroelectric field effect transistors (FeFET) into standard high-k metal gate (HKMG) CMOS platforms, the FeFET has emerged from a theoretical dream to an applicable reality. This paper summarizes the status of GLOBALFOUNDRIES FeFET technology and some of its potential applications. We show excellent 0.12µm2 SRAM yields of our mature 28nm CMOS platform, with co-integrated FeFETs, exhibiting a solid memory window of 1.4V. In contrast to conventional embedded memory cells, the FeFET can be integrated like a regular 26Å EOT transistor, exhibiting two reversibly programmable VT states, while offering full design flexibility. We show state of the art across wafer VT variability of the programmed and erased states of the FeFETs and discuss its layout-dependence. Embedded size-competitive FeFETs already allow solid separation of the memory states, approaching a mature 6Sigma distribution. Reasonable endurance and stable data retention are demonstrated. Moreover, an outlook of this technology beyond the von Neumann computing will be discussed, considering some of the various applications of this new, versatile device.

Details

OriginalspracheEnglisch
Titel2020 IEEE International Memory Workshop (IMW)
ErscheinungsortDresden
Herausgeber (Verlag)IEEE Xplore
ISBN (elektronisch)978-1-7281-6306-2
ISBN (Print)978-1-7281-6307-9
PublikationsstatusVeröffentlicht - Mai 2020
Peer-Review-StatusJa

Publikationsreihe

ReiheIEEE International Memory Workshop (IMW)
ISSN2330-7978

Konferenz

Titel2020 IEEE International Memory Workshop, IMW 2020
Dauer17 - 20 Mai 2020
StadtDresden
LandDeutschland

Externe IDs

ORCID /0000-0003-3814-0378/work/142256208