用于神经形态计算的高性能免退火纤锌矿铁电场效应晶体管，采用超薄氧化物半导体

纤锌矿结构的铝钪氮化物（AlScN）铁电材料因其高剩余极化（Pr > 100 μC·cm−2）以及与后段制程（BEOL）工艺的兼容性，是非易失性存储器（NVM）应用的潜在候选材料。然而，由于其较高的界面陷阱密度（Dit）和较大的阈值电压（VTH）波动，实现高性能纤锌矿铁电场效应晶体管（FeFET）仍然是一项重大挑战。在此，我们展示了基于超薄铟镓氧化物（IGO）沟道、具有三种不同结构的 AlScN FeFET 的独特极化翻转机制。具有金属–铁电–金属–绝缘体–半导体（MFMIS）结构的 FeFET 表现出高界面质量、低 Dit 和稳定的 VTH，实现了高达 20.6 V 的大存储窗口（MW）和 10⁶ 的高耐久性。我们的器件具有 64 个不同状态，可稳定实现 6 比特操作，展示了多级存储应用的可行性。此外，我们证明了该 FeFET 在神经形态网络中的适用性，识别准确率高达 93.02%。

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