Interplay between Switching and Retention in HfO 2 -Based Ferroelectric FETs

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Halid Mulaosmanovic - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Franz Muller - , Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme (Autor:in)
  • Maximilian Lederer - , Professur für Experimentalphysik/Photophysik, Ferroelectric Memory Company (Autor:in)
  • Tarek Ali - , Ferroelectric Memory Company (Autor:in)
  • Raik Hoffmann - , Ferroelectric Memory Company (Autor:in)
  • Konrad Seidel - , Ferroelectric Memory Company (Autor:in)
  • Haidi Zhou - , Ferroelectric Memory Company (Autor:in)
  • Johannes Ocker - , Global Foundries, Inc. (Autor:in)
  • Stefan Mueller - , Global Foundries, Inc. (Autor:in)
  • Stefan Dunkel - , Global Foundries, Inc. (Autor:in)
  • Dominik Kleimaier - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Johannes Muller - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Martin Trentzsch - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Sven Beyer - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Evelyn T. Breyer - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Thomas Mikolajick - , Professur für Nanoelektronik, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Stefan Slesazeck - , Technische Universität Dresden (Autor:in)

Abstract

Long data retention is a critical requirement for many of the potential applications of HfO 2 -based ferroelectric field-effect transistors (FeFETs). However, methods for its rapid assessment are still missing. In this article, we report a detailed investigation of the retention and switching properties of FeFETs fabricated in the 28-nm high- {k} metal gate technology. We identify a clear correlation between the two properties and propose a method for fast prediction of the device retention behavior, which can be easily adopted to judge different fabrication processes. Finally, we extend the validity of the method to a direct assessment of disturb-free operating conditions, which may be particularly valuable for FeFET array operation.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer9132656
Seiten (von - bis)3466-3471
Seitenumfang6
FachzeitschriftIEEE transactions on electron devices : ED
Jahrgang67
Ausgabenummer8
PublikationsstatusVeröffentlicht - Aug. 2020
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

ORCID /0000-0003-3814-0378/work/142256203

Schlagworte

Schlagwörter

  • Disturb, ferroelectric field-effect transistor (FeFET), hafnium oxide (HfO₂), retention, switching