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講演抄録/キーワード
講演名 2021-08-18 11:00
[招待講演]低電圧動作・低温プロセス・高エンデュランスの極薄膜HfO2系強誘電体の実証 ~ 微細技術ノードの混載メモリへの展開 ~
トープラサートポン カシディット田原建人東大)・彦坂幸信中村 亘齋藤 仁富士通セミコンダクターメモリソリューション)・竹中 充高木信一東大SDM2021-38 ICD2021-9
抄録 (和) 本研究は、厚さ2.8~9.5 nmをもつHf0.5Zr0.5O2の強誘電体キャパシタの作製プロセス、強誘電特性、およびメモリ素子としての信頼性を系統的に調べ、強誘電体メモリへの応用における薄膜化技術の重要性を明らかにした。結晶化温度と膜厚がトレードオフ関係にあることを実験的に明らかにし、目標膜厚への達成の最低温度を示した上でBEOL応用に向けたプロセス設計を確立した。低温での薄膜化と高電界でのサイクリングを活用することで、500 ºCで作製可能、優れた強誘電特性、0.7~1.2 Vの低電圧で動作可能、10年以上のデータ保持時間、および10^14以上の書き換え回数を備えた厚さ4 nmのHf0.5Zr0.5O2強誘電体を実証した。 
(英) In this study, we demonstrate the importance of the thickness scaling of Hf0.5Zr0.5O2 thin films for the ferroelectric memory application by systematically investigating the fabrication process, ferroelectric properties, and memory-device reliability of Hf0.5Zr0.5O2 films in a 2.8~9.5 nm thickness range. We experimentally examine the tradeoff between the crystallization temperature and the thickness, showing the minimum temperature for a target thickness, and provide a process design for the BEOL application. With the thickness scaling under low temperature and the cycling under high field, we demonstrate 4-nm Hf0.5Zr0.5O2 ferroelectric thin films which are processed at 500 ºC, operate at low voltage of 0.7~1.2 V, and achieve data retention over 10 years and endurance over 10^14 write cycles.
キーワード (和) HfO2系強誘電体 / HfxZr1-xO2 / BEOL / 薄膜化 / 低電圧化 / 書き換え回数 / 絶縁破壊 /  
(英) HfO2-based ferroelectric / HfxZr1-xO2 / BEOL / Thin Film / Low Voltage / Endurance / Breakdown /  
文献情報 信学技報, vol. 121, no. 138, SDM2021-38, pp. 42-47, 2021年8月.
資料番号 SDM2021-38 
発行日 2021-08-10 (SDM, ICD) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
ついて
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード SDM2021-38 ICD2021-9

研究会情報
研究会 SDM ICD ITE-IST  
開催期間 2021-08-17 - 2021-08-18 
開催地(和) オンライン開催 
開催地(英) Online 
テーマ(和) アナログ、アナデジ混載、RF及びセンサインタフェース回路、低電圧・低消費電力技術、新デバイス・回路とその応用 
テーマ(英) Analog, Mixed Analog and Digital, RF, and Sensor Interface, Low Voltage/Low Power Techniques, Novel Devices/Circuits, and the Applications 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 SDM 
会議コード 2021-08-SDM-ICD-IST 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 低電圧動作・低温プロセス・高エンデュランスの極薄膜HfO2系強誘電体の実証 
サブタイトル(和) 微細技術ノードの混載メモリへの展開 
タイトル(英) Demonstration of HfO2-based ferroelectric ultra-thin films with low operating voltage, low process temperature, and high endurance 
サブタイトル(英) Toward embedded memory in advanced technology nodes 
キーワード(1)(和/英) HfO2系強誘電体 / HfO2-based ferroelectric  
キーワード(2)(和/英) HfxZr1-xO2 / HfxZr1-xO2  
キーワード(3)(和/英) BEOL / BEOL  
キーワード(4)(和/英) 薄膜化 / Thin Film  
キーワード(5)(和/英) 低電圧化 / Low Voltage  
キーワード(6)(和/英) 書き換え回数 / Endurance  
キーワード(7)(和/英) 絶縁破壊 / Breakdown  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) トープラサートポン カシディット / Kasidit Toprasertpong / トープラサートポン カシディット
第1著者 所属(和/英) 東京大学 (略称: 東大)
The University of Tokyo (略称: Univ. Tokyo)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 田原 建人 / Kento Tahara / タハラ ケント
第2著者 所属(和/英) 東京大学 (略称: 東大)
The University of Tokyo (略称: Univ. Tokyo)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 彦坂 幸信 / Yukinobu Hikosaka / ヒコサカ ユキノブ
第3著者 所属(和/英) 富士通セミコンダクターメモリソリューション株式会社 (略称: 富士通セミコンダクターメモリソリューション)
Fujitsu Semiconductor Memory Solution Limited (略称: Fujitsu Semiconductor Memory Solution)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 中村 亘 / Ko Nakamura / ナカムラ コウ
第4著者 所属(和/英) 富士通セミコンダクターメモリソリューション株式会社 (略称: 富士通セミコンダクターメモリソリューション)
Fujitsu Semiconductor Memory Solution Limited (略称: Fujitsu Semiconductor Memory Solution)
第5著者 氏名(和/英/ヨミ) 齋藤 仁 / Hitoshi Saito / ヒトシ サイトウ
第5著者 所属(和/英) 富士通セミコンダクターメモリソリューション株式会社 (略称: 富士通セミコンダクターメモリソリューション)
Fujitsu Semiconductor Memory Solution Limited (略称: Fujitsu Semiconductor Memory Solution)
第6著者 氏名(和/英/ヨミ) 竹中 充 / Mitsuru Takenaka / タケナカ ミツル
第6著者 所属(和/英) 東京大学 (略称: 東大)
The University of Tokyo (略称: Univ. Tokyo)
第7著者 氏名(和/英/ヨミ) 高木 信一 / Shinichi Takagi / タカギ シンイチ
第7著者 所属(和/英) 東京大学 (略称: 東大)
The University of Tokyo (略称: Univ. Tokyo)
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講演者 第1著者 
発表日時 2021-08-18 11:00:00 
発表時間 45分 
申込先研究会 SDM 
資料番号 SDM2021-38, ICD2021-9 
巻番号(vol) vol.121 
号番号(no) no.138(SDM), no.139(ICD) 
ページ範囲 pp.42-47 
ページ数
発行日 2021-08-10 (SDM, ICD) 


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