山东大学信息科学与工程学院教授陈杰智、研究员武继璇联合新加坡国立大学龚萧教授团队,创新性提出基于氧空位调控的超薄铁电器件三维集成新方案,通过高温电场诱导循环技术,首次在3nm铁电薄膜电容中实现2Pr>40μC/cm²,展示了优异的存储性能,并通过实验表征与理论计算揭示了氧空位在铁电相转变过程中的关键机制:高温电场诱导循环可以有效促进氧空位生成,降低铁电相与反铁电相之间的自由能差,进而可以实现反铁电相向铁电相的稳定转变,并最终获得高性能铁电特性。该成果阐明了超薄铪基铁电薄膜的物理机制,为发展超低功耗存储芯片提供了重要技术支撑。 该成果以“Record-highPr(2Pr > 40μC/cm2) in 3 nm (Physical) Ferroelectric HZO Annealed at 450℃: High-T (85℃) Electrical Cycling and Oxygen Vacancy Engineering”为题在2025 VLSI Symposium大会发表,并获得VLSI Technology的“Best Demo Paper Award”奖项(每年仅颁发一项成果),这是国内第二次,也是山东大学首次斩获该奖项。 VLSI Symposium(超大规模集成电路国际研讨会)与IEDM(国际电子器件会议)是集成电路微电子器件与工艺领域中最具权威性、影响力最高的两个国际顶级会议,也是世界半导体产业界各知名企业和学术机构报告其最新研究成果和技术突破的主要窗口和平台。每年Intel、IBM、Samsung、IMEC和TSMC等国际知名半导体公司以及世界知名高校都在VLSI和IEDM会议上发布各自最新研究进展。
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