氮掺杂铁电薄膜

记忆窗口提升

NH3等离子体界面处理使氮原子扩散进Hf0.5Zr0.5O2薄膜并与氧空位结合，形成氮掺杂层，从而提升铁电存储性能。

Hou, Jingwen · Chu-Heng, Xu · Li, Qianhui · Gong, Xin · Zhang, Bao · 王琪 · 霍宗亮

Journal of Applied Physics 2025

参数信息

记忆窗口

3.7 V

技术优势

记忆窗口提升

NH3等离子体界面处理90秒后，器件记忆窗口达到3.7 V，铁电存储性能得到增强。

界面缺陷被钝化

氮原子扩散进入Hf0.5Zr0.5O2薄膜并在金属/氧化物界面与氧空位结合，形成氮掺杂层，使氧空位移动成为可能，从而改善界面效应。

工艺简单兼容

仅需NH3等离子体界面处理，无需改变现有金属-铁电-金属结构或引入新材料，即可提升铁电性能。

应用场景

• 铁电存储器：提供更大的记忆窗口，提高铁电存储器的数据保持能力和可靠性。
• 非易失性存储器：在不改变器件结构的前提下提升非易失性存储器的窗口，增强存储性能。
• 高k介质：通过界面氮掺杂改善高k介质与电极的界面质量，稳定铁电相。