يتم التحقيق بشكل شامل في آثار مخططات النبض المختلفة على التحمل، بحيث تعتبر الأشكال الموجية شبه المنحرفة والمثلثة في اختبارات التحميل.
تحليل مخططات النبض على تحمل المعادن الفيروكهربائية
تعد الأجهزة الفيروكهربائية القائمة على (HfO2) والمتوافقة مع تقنية أكسيد المعادن وأشباه الموصلات التكميلية (CMOS) واعدة لتطبيقات الذاكرة والمنطق والتطبيقات العصبية، وعلى وجه التحديد وفيما يتعلق بتطبيقات الذاكرة؛ تتمتع هذه الأجهزة بجهد تشغيل أقل وسرعة أعلى مقارنة بالتقنيات الأخرى، وبالإضافة إلى الأداء المتفوق.
كما تعتبر القدرة على التحمل أهم قضية موثوقية، والتي يمكن أن تكون مرتبطة بإعادة توزيع أو توليد العيوب (على الأرجح شغور الأكسجين)، وعلى الرغم من تطوير الأجهزة الكهرومائية القائمة على (HfO2)، والتي تتمتع بقدرة عالية على التحمل؛ إلا أن مخططات النبض للتقييم غير متسقة، وفي هذا العمل تُستخدم اختبارات دورة التحمل مع مخططات النبضات المختلفة.
هيكل الأجهزة الفيروكهربائية والتفاصيل التجريبية
يتم استخدام مكثفات (HfO2) الحديدية والمعدنية والكهربائية والعازل والمكثفات شبه الموصلة (MFIS) كأمثلة للاختبار، بحيث يوضح الشكل التالي (1) مكثف (Si-doped HfO2) الفيروكهربائية وصورة المجهر الإلكتروني للإرسال (TEM) للأجهزة المصنّعة على رقائق (Si 300) مم من النوع (p)، كما استخدمت المكثفات كومة حديد كهربائية قائمة على (9.5) نانومتر / (TiN / HfO2) مع منشطات [Si (3.6 ٪)] على ركيزة (Si).
وبعد تنظيف السطح؛ تتشكل الطبقة السطحية [1nm SiO2 (IL)] عن طريق غمر العينات في محلول (H2O2)، بحيث ترسبت الطبقة الحديدية الكهربائية عن طريق ترسيب الطبقة الذرية (ALD) مع منشطات (Si) بعد ذلك، كما تم ترسيب (5-nm TiN) و(50-nm poly-Si) بواسطة (ALD) وترسيب البخار الكيميائي على التوالي.
ولبلورة الطبقة الحديدية الكهربائية؛ تم إجراء التلدين بعد المعدنة في المحيط (N2) لمدة (30) ثانية عند (1000) درجة مئوية، بحيث تم إجراء قياسات الجهاز باستخدام وحدة القياس السريع (WGFMU)، والتي غالباً ما تم استخدامها في الدراسات السابقة، بحيث تم قياس ثلاثة أجهزة لكل حالة، كما ويمكن الحصول على نتائج متسقة.
