通过化学溶液沉积（CSD），有意保留碳杂质以抑制晶粒生长，从而实现纳米晶形态在稳定掺杂铪薄膜中铁电正交相（o）方面的关键作用。鉴于此，韩国成均馆大学Sunkook Kim、Young-Min Kim，美国普渡大学Muhammad Ashraful Alam、印度科学学院Pavan Nukala等通过采用工程化的水稀释前驱体，在硅上直接生长出大晶粒（>100 nm）的掺杂La的HfO₂(HLO)薄膜，这种薄膜具有最低的碳负荷和出色的保存期限。o相的稳定是通过分布均匀的La掺杂剂实现的，这种掺杂剂可产生均匀填充的氧空位，从而无需使用氧清除电极。

本文要点：

（1）这些缺氧HLO在无唤醒的情况下显示出 37.6 μC/cm² (₂P_r)的最大残余极化，并能承受大电场（>6.2 MV/cm）。

（2）基于负电容效应，与Al₂O₃串联的CSD-HLO还能改善MOSFET（具有非晶氧化物沟道）的开关性能。因此，均匀分布的氧空位是稳定邻相的一个独立因素，可实现高效的无唤醒铁电性，而无需纳米结构、封端应力或氧反应电极。

An Aqueous Route to Oxygen-Deficient Wake-Up-Free La-Doped HfO2 Ferroelectrics for Negative Capacitance Field Effect Transistors

Pavan Pujar, Haewon Cho, Young-Hoon Kim, Nicolò Zagni, Jeonghyeon Oh, Eunha Lee, Srinivas Gandla, Pavan Nukala, Young-Min Kim, Muhammad Ashraful Alam, and Sunkook Kim

ACS Nano Article ASAP

DOI: 10.1021/acsnano.3c04983

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c04983