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垂直通道全方位 igzo fet 可实现低延迟、高...
关键词：Vertica FET、全通道、IGZO、3D Dram。DRAM 设备是大多数数字设备的重要组成部分，在云计算、边缘计算、物联网和人工智能的发展中发挥着至关重要的作用。目前，DRAM 扩展面临的挑战主要是由于存储电容减小和关断电流增加的不匹配。基于 IGZO 的场效应晶体管 (IGZO FET) 以其极低的 I OFF (<10 -22 A/µm) 而闻名，代表了减少 DRAM 单元泄漏的解决方案。基于 IGZO-FET 的 BEOL 兼容长保留 2T0C DRAM 单元的演示展示了一种非常有前途的方法来克服传统 1T1C DRAM 单元的不匹配挑战。我们展示了用于超高密度 DRAM 的垂直全通道 IGZO FET，具有 4F 2 位单元面积和超过 300 秒的长保留时间。并对垂直 CAA IGZO FET 的微缩能力和可靠性进行了研究和评估，工艺关键尺寸 (CD) 低至 50nm。32.8 μA/μm 的高驱动电流、92 mV/decade 的小亚阈值摆幅、良好的热可靠性和稳定性表明垂直 IGZO FET 是未来超高密度 3D DRAM/SoC 应用的有希望的候选者。
低功耗、可扩展、兼容 BEOL 的 IGZO TFT eDRAM 电荷域计算
摘要 — 在有限的芯片占用空间和能源供应下，边缘人工智能 (AI) 的快速发展对边缘设备的数据密集型神经网络 (NN) 计算和存储提出了很高的要求。作为一种有前途的节能处理方法，内存计算 (CiM) 近年来在缓解数据传输瓶颈的努力中得到了广泛的探索。然而，片上内存容量较小的 CiM 会导致昂贵的数据重新加载，限制了其在大规模 NN 应用中的部署。此外，先进 CMOS 缩放下增加的泄漏降低了能源效率。在本文中，采用基于铟镓锌氧化物 (IGZO) 薄膜晶体管 (TFT) 的器件电路协同来应对这些挑战。首先，提出了 4 晶体管 1 电容器 (4T1C) IGZO eDRAM CiM，其密度高于基于 SRAM 的 CiM，并且通过较低的器件泄漏和差分单元结构增强了数据保留。其次，利用新兴全通道 (CAA) IGZO 器件的后端 (BEOL) 兼容性和垂直集成，提出了 3D eDRAM CiM，为基于 IGZO 的超高密度 CiM 铺平了道路。提出了包括时间交错计算和差分刷新在内的电路技术，以保证大容量 3D CiM 下的准确性。作为概念验证，在代工厂低温多晶和氧化物 (LTPO) 技术下制造了一个 128 × 32 CiM 阵列，展示了高计算线性度和长数据保留时间。在扩展的 45nm IGZO 技术上的基准测试显示，仅阵列的能效为 686 TOPS/W，考虑外围开销时为 138 TOPS/W。
低功率消耗Igzo Memristor的气体传感器嵌入了异丙醇酒精气体的物物互联网监测系统中
摘要：低功耗气体传感器对于各种应用至关重要，包括环境监控和便携式物联网（IoT）系统。但是，常规金属氧化物气体传感器的解吸和吸附特性需要补充设备，例如加热器，这对于低功率IoT监测系统并不最佳。基于回忆的传感器（气体）由于其优势，包括高响应，低功耗和室温（RT）操作，已研究为创新的气体传感器。基于Igzo，提议的异丙醇酒精（IPA）气体传感器显示出105 s的检测速度，在RT时为50 ppm的IPA气体的高响应速度为55.15。此外，使用脉冲电压在50 µs中可以快速恢复到初始状态，而无需清除气体。最后，集成了一个低功率电路模块以进行无线信号传输和处理，以确保IOT兼容性。即使整合到IoT系统中，也证明了基于Igzo气体的传感结果的稳定性。这可以在〜0.34兆瓦时实现节能气体分析和实时监测，从而支持通过脉冲偏置恢复。这项研究提供了对物联网气体检测的实用见解，为敏感的低功率传感器提供了无线传感系统。
通道宽度对顶门自我对准的Coplanar Igzo薄膜晶体管的电气性能降解的定量分析
Dong-Ho Lee 1 , Hwan-Seok Jeong 1 , Yeong-Gil Kim 1 , Myeong-Ho Kim 2 , Kyoung Seok Son 2 , Jun Hyung Lim 2 , Sang-Hun Song 1,* , and Hyuck-In Kwon 1,* Abstract —In this study, a quantitative analysis was conducted on the effects of channel width on electrical performance degradation induced by self-heating stress (SHS) in顶门自我对准的共蓝淀粉锌氧化物（IGZO）薄膜晶体管（TFTS）。从SHS之前和之后获得的转移和电容 - 电压曲线，我们透露，TFT的电性能沿通道长度方向不均匀地降解，并且该降解的程度在具有较宽通道宽度的TFT中更为显着。在制成的Igzo TFT中，SHS下的阈值电压偏移（δVTh）主要归因于Igzo活性区域的浅供体状态的密度和受体样的深状态的增加，并且电子陷入了Sio X Gate Patectric中的快速和慢速陷阱。此外，我们使用基于状态δVTh Th Th的TFTs的TFTS的子仪密度来进行SHS诱导的δv Th起源于每个降解机制。尽管每种降解机制的每一个δv th都随着通道宽度的增加而增加，但增加了电子捕获到Sio X Gate中的慢陷阱
采用磁控溅射层间电介质直接形成 n+ 工艺，用于自对准共面氧化铟镓锌薄膜晶体管
具有交错结构（例如蚀刻停止 (ES) 和背沟道蚀刻 (BCE) 结构）的铟镓锌氧化物 (IGZO) 薄膜晶体管 (TFT) 已被证明可用作平板显示器中的电路器件 [1,2]。然而，由于栅极和源/漏极 (S/D) 电极之间的重叠，这些交错结构器件不可避免地具有较大的寄生电容，从而导致 TFT 器件的工作速度较低。自对准 (SA) 共面结构是克服该寄生电容问题的一种有前途的解决方案 [3]。形成导电的 n + -IGZO 以获得有源 S/D 区和 S/D 电极之间的欧姆接触是 SA 共面器件的重要工艺。已经提出了许多用于该工艺的方法，并且制备的 IGZO 器件具有良好的性能。通常使用等离子体处理（Ar、H2 等）[4,5] 和深紫外（DUV）照射 [6] 。然而，这些解决方案需要一个额外的步骤，如图 1a 所示，这会导致额外的工艺成本。在 SiO2 栅极绝缘体（GI）过蚀刻期间形成 n + -IGZO 是一种简单的方法 [7,8]。然而，当 GI 蚀刻等离子体可以蚀刻 IGZO 薄膜时，这种方法并不适用。最近，已经证明通过简单地涂覆有机层间电介质（ILD）可以形成 n + -IGZO 区域，并且获得了 24 Ω·cm 的沟道宽度归一化 S/D 串联电阻（R SD W）[9]。本报告展示了在 ILD 沉积过程中形成 n + -IGZO 区域的可能性。基于这个想法，其他制造低 R SD W SA 共面 IGZO TFT 的新方法值得研究。在这项工作中，我们使用磁控溅射工艺沉积 SiO x ILD 并同时为 SA 共面 IGZO TFT 形成 n + -IGZO 区域。这样，ILD 沉积和 n + 形成可以合并为一个步骤，如图 1b 所示。制造的器件具有相当低的 R SD W 。降低 IGZO 薄膜的机制
用于柔性器件的具有阳极氧化和氟化 Al2O3 栅极绝缘体的氢化 In-Ga-Zn-O 薄膜晶体管
金属半导体场效应晶体管，10 – 15 ) 等等。特别是 In – Ga – Zn – O (IGZO) 是柔性 TFT 有源通道的有希望的候选者，因为即使在室温下沉积，IGZO 也表现出超过 10 cm 2 V − 1 s − 1 的电子迁移率。16、17) 然而，IGZO TFT 通常需要在 300°C 左右进行热退火，以减少因各种类型的加工损坏而形成的缺陷。18 – 22) 我们小组报告说，通过 Ar + O 2 + H 2 溅射沉积的氢化 IGZO 薄膜非常有希望用于制造低于塑料基板软化温度的氧化物 TFT，以用于未来的柔性设备应用。通过低温（150°C）退火可以减少沉积态IGZO薄膜中产生的缺陷。15、23、24)场效应迁移率（μFE）为13.423)
自下而上设计可调铟镓锌氧化物薄膜原子层沉积的超循环配方
摘要：我们提出了一种自下而上的成功方法，设计了一种通用的等离子体增强原子层沉积 (PEALD) 超循环配方，以在 150°C 的相对低温下生长具有可调成分的高质量铟镓锌氧化物 (IGZO) 薄膜。原位实时椭圆偏振表征与非原位互补技术相结合，已用于优化薄膜的沉积工艺和质量，方法是识别和解决生长挑战，例如氧化程度、成核延迟或元素组成。开发的超循环方法通过调整超循环过程中的子循环比，可以轻松控制目标成分。与其他产生非晶态薄膜的低温沉积技术相比，我们在 150°C 下的 PEALD-IGZO 工艺可产生近乎非晶态的纳米晶态薄膜。通过超循环 PEALD 方法在低温下制备 IGZO 薄膜可以控制厚度、成分和电性能，同时防止热诱导偏析。关键词：IGZO、PEALD、超循环、XPS 深度剖析、电流密度
3072 电极多路复用 μECoG 阵列，用于高... - Lirias
Paoline.Coulson@nerf.be 脑皮层电图能够记录来自大脑表面的高质量信号。该技术可覆盖广泛的大脑，这对于临床应用至关重要，例如癫痫发作区的划定、皮层功能的映射或脑机接口神经信号的解码。提高这些记录的分辨率有望提高性能，但需要增加电极密度。1 在被动方案中，每个电极都单独连接到读出系统，从而产生笨重而复杂的连接器。在这里，我们引入了一种主动连接方案，其中使用薄膜晶体管来互连多路复用电极，从而使电极与导线的比率呈指数增加。此前，我们已经开发了一种概念验证设备，其中集成了 256 个电极和氧化铟镓锌 (IGZO) 晶体管，仅使用 32 条导线即可寻址。增量 ΔΣ CMOS 读出集成电路是定制设计的，复用率为 16:1。该系统通过记录小鼠体感皮层的信号在体内进行了验证，其噪声水平低于类似的多路复用设备。2 在这里，我们的技术已适应柔性半导体代工厂建立的外部生产流程。借助此流程，该设备将工业制造的晶体管整合到柔性聚酰亚胺基板上，从而实现低成本、可扩展且快速生产的技术。我们设备的新版本目前正在开发中，它整合了 3,072 个电极，仅用 128 根电线即可寻址，多路复用率为 32:1。电极间距减小到 200 µm，电极直径从 100 到 30 µm。整个阵列覆盖 2×1 cm² 的面积，厚度为 30µm，这使其能够符合人脑曲率。我们的设备展示了多路复用的潜力，可以通过简化的连接方案实现高密度和大面积记录，而这是传统无源电极技术无法实现的。该设备为改进诊断和治疗铺平了道路，例如升级的神经假体，具有增强的解码性能。改进的制造流程实现了可扩展性，从而促进了该技术的使用，并使其更接近临床转化。
效应晶体管人工突触
和非结构化数据。[1,2] 在大脑中，信息储存在突触中，突触中有一个裂缝连接两个神经细胞（神经元）。 当输入刺激到达前神经元时，神经递质会从前神经元分泌出来，与后神经元上的受体结合，并调节离子传输通道（图 1a）。[3] 离子通过通道的动态通过激活/停用离子通透性通道的形成（即电导更新）在增强/减弱突触权重方面起着至关重要的作用。[3] 根据突触前刺激，突触权重会暂时维持或持续数分钟、数小时甚至更长时间，并可充当记忆状态。 开发一种通过类似离子的动力学更新电导的人工突触将非常接近地模拟生物突触的行为，并最终可以模拟各种生物神经操作。漂移忆阻器已经成功模拟了具有长期增强 (LTP) 和长期抑制 (LTD) 特性的电导更新，但本质上是随机的 [4] 并且需要额外的扩散元件来模拟离子动力学。[5] 3 端器件结构（例如晶体管）可以调节离子，因此是人工突触的有希望的候选者。[6–13] 电解质门控晶体管无需额外电路即可控制离子。[6,7] 然而，实现电解质门控晶体管的长期可塑性一直具有挑战性，主要是因为器件不稳定性（例如，接触处的寄生电化学反应引起）。[6–8] 铁电场效应晶体管 (FeFET) 提供了一种出色的器件架构，通过控制铁电栅极的极化来编程/擦除非易失性多电导状态，从而控制突触权重。 [9] 铁电栅极已用于调节 FeFET 的电导率，FeFET 采用各种半导体作为沟道材料，包括氧化铟镓锌 (IGZO) [9–11] 、二维材料 [12,13] 和聚合物。[42] 然而，用缺乏离子的半导体材料模拟离子动力学几乎是不可能实现的。因此，需要一种能够传导离子并保持其电子结构的沟道材料。金属卤化物钙钛矿半导体因其独特的离子-电子混合导电特性，是用于人工突触的有前途的材料。[14–16] 高迁移率、大扩散长度和长载流子寿命等显著的电子导电特性使得
溶液处理的钙钛矿场效应晶体管人工突触
和非结构化数据。[1,2] 在大脑中，信息储存在突触中，突触中有一个裂缝连接两个神经细胞（神经元）。 当输入刺激到达前神经元时，神经递质会从前神经元分泌出来，与后神经元上的受体结合，并调节离子传输通道（图 1a）。[3] 离子通过通道的动态通过激活/停用离子通透性通道的形成（即电导更新）在增强/减弱突触权重方面起着至关重要的作用。[3] 根据突触前刺激，突触权重会暂时维持或持续数分钟、数小时甚至更长时间，并可充当记忆状态。 开发一种通过类似离子的动力学更新电导的人工突触将非常接近地模拟生物突触的行为，并最终可以模拟各种生物神经操作。漂移忆阻器已经成功模拟了具有长期增强 (LTP) 和长期抑制 (LTD) 特性的电导更新，但本质上是随机的 [4] 并且需要额外的扩散元件来模拟离子动力学。[5] 3 端器件结构（例如晶体管）可以调节离子，因此是人工突触的有希望的候选者。[6–13] 电解质门控晶体管无需额外电路即可控制离子。[6,7] 然而，实现电解质门控晶体管的长期可塑性一直具有挑战性，主要是因为器件不稳定性（例如，接触处的寄生电化学反应引起）。[6–8] 铁电场效应晶体管 (FeFET) 提供了一种出色的器件架构，通过控制铁电栅极的极化来编程/擦除非易失性多电导状态，从而控制突触权重。 [9] 铁电栅极已用于调节 FeFET 的电导率，FeFET 采用各种半导体作为沟道材料，包括氧化铟镓锌 (IGZO) [9–11] 、二维材料 [12,13] 和聚合物。[42] 然而，用缺乏离子的半导体材料模拟离子动力学几乎是不可能实现的。因此，需要一种能够传导离子并保持其电子结构的沟道材料。金属卤化物钙钛矿半导体因其独特的离子-电子混合导电特性，是用于人工突触的有前途的材料。[14–16] 高迁移率、大扩散长度和长载流子寿命等显著的电子导电特性使得