{"id":22050,"date":"2023-10-30T04:03:16","date_gmt":"2023-10-30T04:03:16","guid":{"rendered":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=22050"},"modified":"2023-10-30T04:03:16","modified_gmt":"2023-10-30T04:03:16","slug":"nuevo-metodo-para-analizar-el-deterioro-de-la-memoria-no-volatil-de-dispositivos-iot","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=22050","title":{"rendered":"Nuevo m\u00e9todo para analizar el deterioro de la memoria no vol\u00e1til de dispositivos IoT"},"content":{"rendered":"
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Un grupo de investigadores del Instituto de F\u00edsica del Estado S\u00f3lido<\/a> de la Universidad de Tokio ha desarrollado un nuevo m\u00e9todo de an\u00e1lisis microc\u00f3pico no destructivo para los dispositivos electr\u00f3nicos, para observar el proceso de ruptura diel\u00e9ctrica de los condensadores ferroel\u00e9ctricos de la memoria no vol\u00e1til que integran los dispositivos IoT.<\/p>\n

\"Memoria
Visualizaci\u00f3n de caminos de conducci\u00f3n formados por ruptura diel\u00e9ctrica.<\/figcaption><\/figure>\n

Los materiales ferroel\u00e9ctricos basados \u200b\u200ben HfO 2 tienen suficiente ferroelectricidad incluso en pel\u00edculas delgadas y son capaces de integraci\u00f3n de alta densidad, por lo que est\u00e1n atrayendo la atenci\u00f3n como materiales que pueden implementarse en memorias ferroel\u00e9ctricas de gran capacidad. Por otra parte, los materiales ferroel\u00e9ctricos basados \u200b\u200ben HfO 2 tienen el problema de una baja durabilidad porque el campo el\u00e9ctrico de retenci\u00f3n es comparable al campo el\u00e9ctrico de ruptura.<\/p>\n

Para resolver este problema, los investigadores han desarrollado un dispositivo, denominado Operando Laser-PEEM, que est\u00e1 equipado con un sistema de medici\u00f3n el\u00e9ctrica para observar cambios en la densidad de defectos mientras se aplica voltaje al dispositivo. Laser-PEEM es un m\u00e9todo para obtener una imagen microsc\u00f3pica irradiando un material con un l\u00e1ser ultravioleta y emitiendo electrones (llamados fotoelectrones) al vac\u00edo debido al efecto fotoel\u00e9ctrico, que luego se magnifican y proyectan mediante un sistema \u00f3ptico de electrones.\u00a0Con este dispositivo se puede investigar el proceso de ruptura diel\u00e9ctrica de un condensador tipo barra transversal que utiliza Hf 0,5 Zr 0,5 O 2, que es relativamente duradero entre los materiales ferroel\u00e9ctricos a base de HfO 2.<\/p>\n

Como resultado, se logr\u00f3 visualizar claramente la ruta de conducci\u00f3n el\u00e9ctrica despu\u00e9s de la ruptura diel\u00e9ctrica a trav\u00e9s del electrodo de 30 nan\u00f3metros de espesor. Adem\u00e1s, existe un precursor de la ruptura diel\u00e9ctrica en el que se produce un ligero aumento en la corriente de fuga justo antes de la ruptura diel\u00e9ctrica completa, y se ha visualizado c\u00f3mo la densidad de defectos aumenta en un \u00e1rea de aproximadamente 1\/4 del condensador.<\/p>\n

Resultados de la investigaci\u00f3n<\/h2>\n

Tradicionalmente, se pensaba que el aumento de la corriente de fuga justo antes de la ruptura diel\u00e9ctrica se deb\u00eda a un aumento de los defectos en toda la pel\u00edcula ferroel\u00e9ctrica o al crecimiento de filamentos conductores locales.<\/p>\n

Los resultados de esta investigaci\u00f3n revelaron que, a diferencia de los modelos de proceso de ruptura diel\u00e9ctrica, la densidad de defectos aumenta s\u00f3lo en algunas regiones del condensador y la resistencia cambia en consecuencia. Las mediciones de la corriente de fuga mostraron signos de ruptura diel\u00e9ctrica, as\u00ed como un aumento en la densidad de defectos en la regi\u00f3n superior izquierda del capacitor.<\/p>\n

Se espera que esta investigaci\u00f3n experimental revele un modelo de proceso de ruptura diel\u00e9ctrica m\u00e1s preciso y acelere las mejoras en la confiabilidad de los dispositivos de memoria ferroel\u00e9ctrica. Adem\u00e1s, en este estudio, se demuestra que el Laser-PEEM puede observar de forma no destructiva cambios en la densidad de defectos.<\/p>\n

En el futuro, se espera que Laser-PEEM se utilice ampliamente para todo, desde la investigaci\u00f3n de dispositivos individuales hasta la inspecci\u00f3n de circuitos integrados a gran escala cerca de productos, y se espera que contribuya a un mayor rendimiento y menores costos para los productos semiconductores.<\/p>\n

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