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2026 article

Narrowing coercive field distribution in HfO2 ferroelectric memory via oxygen vacancy modulation for low-voltage operation

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Rattachement africain : cn, sg. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Low-voltage hafnia-based ferroelectric memory is essential but remains challenging because conventional strategies, such as thickness scaling or mean coercive field reduction, often incur leakage or remanent polarization (Pr) penalties. A key but often overlooked factor is that EC is not a single value but exhibits a broad domain-to-domain distribution, whose high-field tail typically determines the voltage required for full polarization switching. Here, we show that narrowing the standard deviation (σ) rather than merely lowering its mean (μ) enables low-voltage switching in Hf0.5Zr0.5O2 capacitors without the usual trade-off in leakage or Pr. This is achieved by tailoring the oxygen dose during atomic layer deposition in a trilayer stack, which compensates for the spatial inhomogeneity of oxygen vacancy and thereby reshapes the local switching landscape. A low operating voltage of 1.5 V is achieved in 10 nm devices with 2Pr of 44 μC/cm2 and a leakage current density of 5 × 10−6 A/cm2. The same strategy remains effective at 6 nm, where an operating voltage of 0.9 V maintains 2Pr above 40 μC/cm2. These results establish a new paradigm for realizing low-voltage HfO2-based FeRAM compatible with advanced logic nodes by engineering σ of the EC distribution.

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
Narrowing coercive field distribution in HfO2 ferroelectric memory via oxygen vacancy modulation for low-voltage operation
Date Crossref
31/08/2026
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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