研究目的
研究溅射沉积Hf0.5Zr0.5O2（HZO）薄膜过程中氧分压（PO2）以及金属-铁电-金属-绝缘体-半导体（MFMIS）栅堆叠的面积比（SI/SF）对铁电场效应晶体管（FeFETs）极化开关特性和突触操作的影响。
研究成果
研究表明，在HZO薄膜的溅射沉积过程中控制氧分压并调节MFMIS栅堆叠的SI/SF比，可有效调控FeFET的极化开关特性和突触操作。这些策略为优化铁电突触器件设计提供了实用指导。
研究不足
该研究受限于溅射过程中控制氧分压的技术约束以及MFMIS栅极堆叠的设计。更高集成密度的突触器件应用所需的激进器件微缩化也可能带来挑战。
1：实验设计与方法选择：
本研究制备了具有Pt/HZO/TiN结构的MFM电容器和p沟道FeFET器件。通过射频溅射法在不同氧分压（PO2）条件下沉积HZO薄膜，研究了PO2和SI/SF比例对铁电性能及突触操作的影响。
2：样本选择与数据来源：
样本包括在n-Si(100)衬底上制备的MFM电容器和p沟道FeFET器件。HZO薄膜的制备氧分压条件为0%、0.5%、1.0%和1.5%。
3：0%、5%、0%和5%。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：所用设备包括铁电测试仪（Precision LC，Radiant Technologies公司）、X射线衍射（XRD）系统、X射线光电子能谱（XPS）、半导体参数分析仪（Keithley 4200A-SCS）、数字示波器（Tektronix MDO3102）和脉冲发生器（HP 8110A）。材料包括HZO薄膜、TiN、Pt和SiO2。
4：实验流程与操作步骤：
通过射频溅射沉积HZO薄膜后进行热处理结晶化，随后制备MFM电容器和FeFET器件并表征其铁电及突触特性。
5：数据分析方法：
采用P-E滞后曲线分析铁电性能，通过兴奋性/抑制性突触后电流（EPSC/IPSC）、双脉冲易化（PPF）和脉冲时序依赖可塑性（STDP）评估突触操作。
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获取完整内容-
ferroelectric tester
Precision LC
Radiant Technologies, Inc.
Measuring polarization–electric field (P–E) curves of the MFM capacitors
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semiconductor parameter analyzer
Keithley 4200A-SCS
Keithley
Evaluating device characteristics and synaptic operations
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digital oscilloscope
Tektronix, MDO3102
Tektronix
Measuring device characteristics
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X-ray diffraction system
Examining film crystallinity and crystalline phases
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X-ray photoelectron spectroscopy
Analyzing bonding natures including the amount of oxygen vacancies within the HZO thin films
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pulse generator
HP 8110A
HP
Generating pulses for synaptic operations
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