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Nanocrystal-Embedded-Insulator (NEI) Ferroelectric FETs for Negative Capacitance Device and Non-Volatile Memory Applications

机译：用于负电容器件和非易失性存储器应用的纳米晶体嵌入式绝缘体（NEI）铁电FET

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We report a novel nanocrystal-embedded-insulator (NEI) ferroelectric field-effect transistor (FeFET) with very thin unified-ferroelectric/dielectric (FE/DE) insulating layer, which is promising for low-voltage logic and non-volatile memory (NVM) applications. The ferroelectric nature of the NEI layers comprising orthorhombic ZrO~(2)nanocrystals embedded in amorphous Al~(2)O~(3)is proved by polarization voltage measurements, piezoresponse force microscopy, and electrical measurements. The temperature?dependent performance and endurance behavior of a NEI negative capacitance FET (NCFET) are investigated. A FeFET with 3.6?nm?thick FE/DE achieves a memory window larger than 1 V, paving a pathway for ultimate scaling of FE thickness to enable three-dimensional FeFETs with very small fin pitch.
机译：我们报告了一种新型的纳米晶体嵌入式绝缘体（NEI）铁电场效应晶体管（FeFET），具有非常薄的统一铁电/电介质（FE / DE）绝缘层，有望用于低压逻辑和非易失性存储器（ NVM）应用程序。通过极化电压测量，压电响应力显微镜和电学测量证明了埋在非晶Al〜（2）O〜（3）中的正交晶ZrO〜（2）纳米晶体的NEI层的铁电性质。研究了NEI负电容FET（NCFET）随温度变化的性能和耐久性能。具有3.6？nm厚度的FE / DE的FeFET实现了大于1 V的存储窗口，为最终缩小FE厚度铺平了道路，从而使翅片间距很小的三维FeFET成为可能。

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