RF-characterization of HZO thin film varactors

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Sukhrob Abdulazhanov - , Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (Autor:in)
  • Quang Huy Le - , Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (Autor:in)
  • Dang Khoa Huynh - , Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (Autor:in)
  • Defu Wang - , Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (Autor:in)
  • Maximilian Lederer - , Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (Autor:in)
  • Ricardo Olivo - , Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (Autor:in)
  • Konstantin Mertens - , Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (Autor:in)
  • Jennifer Emara - , Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (Autor:in)
  • Thomas Kämpfe - , Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (Autor:in)
  • Gerald Gerlach - , Professur für Festkörperelektronik, Technische Universität Dresden (Autor:in)

Abstract

A microwave characterization at UHF band of a ferroelectric hafnium zirconium oxide metal-ferroelectric-metal (MFM) capacitors for varactor applications has been performed. By using an impedance reflectivity method, a complex dielectric permittivity was obtained at frequencies up to 500 MHz. Ferroelectric Hf0.5Zr0.5O2 of 10 nm thickness has demonstrated a stable permittivity switching in the whole frequency range. A constant increase of the calculated dielectric loss is observed, which is shown to be an effect of electric field distribution on highly resistive titanium nitride (TiN) thin film electrodes. The C-V characteristics of a “butterfly” shape was also extracted, where the varactors exhibited a reduction of capacitance tunability from 18.6% at 10 MHz to 15.4% at 500 MHz.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer980
FachzeitschriftCrystals
Jahrgang11
Ausgabenummer8
PublikationsstatusVeröffentlicht - Aug. 2021
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

ORCID /0000-0002-7062-9598/work/174430588

Schlagworte

Schlagwörter

  • ALD, C-V characterisitcs, Complex permittivity, Dielectric relaxation, HZO, Loss tangent, Tunability