经过缺陷工程设计的HZO MFS铁电电容器在降低工作电压的同时提升了耐久性，并且支持无损读取功能

《IEEE Transactions on Electron Devices》：Reduced Operating Voltage and Enhanced Endurance in Defect-Engineered HZO MFS Ferroelectric Capacitors With Nondestructive Read

　　

摘要：

本研究提出了一种基于钛铝氧x /铪氧锆氧超晶格结构的铁电存储器，该结构能够在锗基材料上实现无损读出，并具备工业级耐用性。经过优化的器件具有极高的电容调制比，超过14，且能在10⁵次循环后仍保持稳定的四态工作状态，而两态工作的耐用性则可达到10⁸次循环，工作频率为50 kHz。其创新点包括利用钛氧层诱导形成钛铝氧中间层，以抑制界面处的氧空位迁移，同时还设计了特殊的铪氧锆氧超晶格结构，有助于使铁电层内的缺陷分布更加均匀。低频噪声分析及深度分辨的陷阱分布检测结果也证实了界面缺陷密度的降低以及缺陷分布的均匀性，这些因素共同提升了器件的耐用性和可靠性。此外，这类器件在实现四态工作的同时还能降低读取电压，因此有望应用于低功耗神经形态硬件以及能量受限的边缘计算场景中。