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2025 article

Oxygen vacancy distribution and phase composition in scaled, Hf0.5Zr0.5O2-based ferroelectric capacitors

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Rattachement africain : fr, gb, de, tw. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

In this paper, we address correlations between film thickness, phase composition, and oxygen vacancy (VO) distribution in scaled, hafnia-based ferroelectric capacitors (FeCAPs), necessary to achieve low operating voltages, higher endurance, and advanced node integration. Using x-ray photoelectron spectroscopy, hard x-ray photoelectron spectroscopy, grazing incidence x-ray diffraction, and electrical characterization, we investigate the evolution of phase composition and VO profiles in Hf0.5Zr0.5O2 (HZO) films of 6 and 10 nm thickness. We demonstrate that thinner films exhibit a greater fraction of the non-polar tetragonal phase (t-phase), with increased VO concentration at the interface, affecting the device performance. Electrical measurements reveal contrasting wake-up and fatigue behavior between the two thicknesses, with thinner films showing decreased remanent polarization (2PR) due to t-phase dominance and VO redistribution during field cycling. These findings highlight the critical interplay of strain, phase stability, and VO dynamics, providing key insights for the optimization of HZO-based FeCAPs for advanced, low-power memory applications.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Oxygen vacancy distribution and phase composition in scaled, Hf0.5Zr0.5O2-based ferroelectric capacitors
Date Crossref
10/02/2025
Éditeur
AIP Publishing
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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Les sujets associés

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