HZO-ZrO₂铁电薄膜

300 °C退火即获稳健铁电性

多层界面结构在超低退火温度下实现铁电相结晶，满足后道工艺兼容性，同时具备快速极化翻转与超长耐久。

Shijie, Jia · 黄进 · Wang, Zhipeng · Fang, Zhao · 姜杰 · Liu, Xuanling · Wang, Junhui · Jiangheng, Yang · Yan, Fei · 廖佳佳 · 周益春

Acta Materialia 2026

参数信息

剩余极化强度 (2Pr)

>40 μC/cm²

极化翻转速度

160 ns

耐久性

>10^10 cycles

保持特性

>10 years

技术优势

退火温度降至300 °C

通过HZO-ZrO₂多层界面降低四方相结晶势垒，使铁电相可在300 °C形成，与后道工艺热预算兼容。

极化翻转快至160 ns

薄膜的极化翻转速度可达160 ns，有利于高速存储操作。

耐久性超过10¹⁰次循环

在反复读写循环下仍保持铁电性能，超过10¹⁰次循环，满足高可靠存储需求。

保持特性超过10年

数据保持时间超过10年，适合非易失性存储应用。

应用场景

• 铁电存储器：提供低温工艺兼容的高性能铁电薄膜，可集成于先进存储节点，降低热预算。
• 后道工艺集成：300 °C退火满足BEOL热预算限制，可直接在金属互连层上方集成铁电功能。
• 逻辑芯片：铁电薄膜可作为栅介质或嵌入式存储，与CMOS逻辑工艺兼容，实现低功耗逻辑增强。
• 下一代半导体：超低温工艺和优异铁电性能为未来半导体器件提供关键材料解决方案。