大幅度提高铁电场效应管(FeFET)中存储电荷保持时间

非挥发铁电薄膜存储器件具有读写操作速度快和电压低等优点得到了广泛的关注。常用电荷积分的识别方法会随着器件存储密度的提高而引起信号识别困难。采用铁电场效应管(FeFET)的读写方式不仅可以克服该缺点，且信号的读取是非破坏性的，提高了器件的使用寿命。但是这种器件的缺点是信息保持时间短，成为技术发展上的一个颈瓶。究其机理是由于在硅衬底和铁电薄模之间生长的绝缘层太薄（～几个纳米），导致了存储电荷发生泄漏现象。如果该层太厚，又会导致在正常写电压下电畴翻转的困难。针对这对矛盾，我们提出用反铁电材料部分或完全替代该绝缘层，通过铁电和反铁电二者膜厚比的调节，保证在外加写电压之后反铁电体仍维持在铁电态，从而产生一个可以调节半导体内沟道电流的电势。由于反铁电体和铁电体的饱和极化强度基本相当，反铁电层膜厚可以增大，减小了漏电流，信息保持时间得以延长，同时又可以保证在正常的写电压下电畴的完全翻转。