2025 article

Temperature-Dependent Detrapping Behavior of p-/n-Type Ferroelectric FETs With Si/SiGe Channel

Shouzhuo Yang, Franz Müller, Yannick Raffel, Nandakishor Yadav, Raik Hoffmann, Frank Schöne, David Lehninger, Thomas Kämpfe, Konrad Seidel, Halid Mulaosmanovic, Dominik Martin Kleimaier, Stefan Dünkel, Sebastian Beyer, Maximilian Lederer, Gerald Gerlach

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Le résumé fourni par la source

The growing demand on new computer architectures, particularly in applications such as in-memory computing, may necessitate embedded non-volatile memories. Ferroelectric field-effect transistors offer both n-type and p-type functionality based on conventional CMOS technology. However, the issue of carrier (de)trapping, which shifts the threshold voltage shortly after the write operation, remains a challenge for applications requiring high frequency or fast access. Therefore, further understanding of the mechanism of the (de)trapping process is necessary to enhance their feasibility. While the superior room-temperature performance of p-type Si FeFETs is known, the underlying mechanisms of the detrapping process remain unclear. In this study, we perform the first systematic investigation of the (de)trapping behavior across a wide temperature range. We reveal a classic thermally-activated detrapping in n-FeFETs, extracting activation energies of 0.208 eV and 0.288 eV for Si and SiGe channels, respectively. More importantly, we uncover an anomalous, non-monotonic temperature dependence in p-FeFETs, suggesting a more complex mechanism beyond simple thermal emission. These findings provide critical insights into the physical origins of the detrapping process.

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Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref: Temperature-Dependent Detrapping Behavior of p-/n-Type Ferroelectric FETs With Si/SiGe Channel
Date Crossref: 01/12/2025
Éditeur: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
Type: journal-article

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Où se fait cette recherche

Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems pays non établi dans la notice
Structure de recherche
Center Nanoelectronic Technologies pays non établi dans la notice
Structure de recherche
GlobalFoundries (Germany) pays non établi dans la notice
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Technische Universität Dresden pays non établi dans la notice
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Global-Foundries pays non établi dans la notice
Institution
Faculty of Electrical and Computer Engineering pays non établi dans la notice
Université ou école supérieure

Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems, Center Nanoelectronic Technologies et GlobalFoundries (Germany), avec 3 autres affiliations.

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