10月15日上午,华南先进光电子研究院在大学城校园理五栋2楼报告厅举办了第十七届“勷勤论坛”分论坛之“后摩尔时代HfO2基铁电材料:从非易失性信息存储到神经形态类脑计算”讲座。本场讲座由华南先进光电子研究院副院长、华南师范大学校学术委员会委员、广东省珠江学者特聘教授陆旭兵教授主讲,2024级研究生刘静茹主持,全校各院系两百多名师生到场聆听报告。
图1陆旭兵教授介绍研究背景
首先,陆旭兵教授以后摩尔时代的半导体技术发展作引,向大家讲述了后摩尔时代面对的诸多挑战:海量数据存储需求大,冯诺依曼计算架构存在存储计算分离的限制。这些问题迫切需要发展高密度、高性能的新型储存技术,而神经形态计算作为一种新计算架构,能够减少功耗并提升算力。在这之后,陆旭兵教授生动形象地为大家讲述了不同时期的半导体存储器,分析了不同存储器的优势和缺点,并且重点介绍了铁电存储器的结构和工作原理。
图2陆旭兵教授讲述铁电存储器最新研究进展
随后,他仔细地分析了现有传统钙钛矿结构铁电存储器的产业化现状及挑战,如尺寸效应、制备温度高、界面扩散严重等,并且介绍了新型氧化铪基铁电材料的优势和技术发展突破。他认为氧化铪基铁电材料比较传统的铁电材料,有高极化、尺寸可微缩、稳定性优良、与CMOS工艺兼容等优点,所以在集成电路领域有很大规模的应用。FeFET技术在近十年来取得了诸多突破性进展,广泛应用于NAND flash(通用存储器)、FeRAM (新兴存储器)等领域。他指出,基于新型氧化铪基的FeFET在工艺、容量和速度等许多方面都有十足的进步,但是基于新型氧化铪基的FeFET也面临很多的挑战,如耐久特性、界面电荷注入问题,需要进一步研究解决。
讲座的最后,陆旭兵教授为大家讲述了新型氧化铪基铁电薄膜性能调控的目标和需求,主要是要实现高极化值、低疲劳耐久特性、低工作电压和功耗等。可以通过界面层和插层技术提升铁电薄膜的抗疲劳性能,通过改进底电极的设计来提升铁电薄膜的大面积均匀性。此外,还给大家解释了铁电非易失储存与铁电突触晶体管技术和应用,及超低功耗氧化铪晶体管的概念和零迟滞现象。
报告过后,同学们针对本次讲座的主题对陆旭兵教授提出了许多问题,陆旭兵教授都一一进行了解答,让大家对此次讲座有了更深层次的理解。
图3讲座现场照片
图4同学们认真听讲
图5同学积极提问
图6现场大合影
撰稿:何佳苇
初审:王 培
朱浩荣
复审:陆旭兵
刘佳鑫
终审:沈强旺