鐵電場效應(yīng)晶體管（FeFET）憑借其具有更快的讀寫速度、更低的功耗以及較強(qiáng)的抗輻照性能等優(yōu)勢已被公認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ男滦痛鎯ζ髦�。然�?FeFET要達(dá)到商業(yè)化的要求,還有包括保持性能損失、印記失效、疲勞失效在內(nèi)的一些失效問題需要解決。而位錯、氧空位、退極化場等微觀結(jié)構(gòu)是影響晶體管漏-源電流大小的根本因素。深入研究位錯等微觀結(jié)構(gòu)對漏-源電流的影響機(jī)理及影響規(guī)律對揭示FeFET的失效機(jī)理及主觀利用這些微觀因素來預(yù)防其失效有著重要意義。具體的研究內(nèi)容如下:1.建立了MFS（金屬-鐵電-半導(dǎo)體）結(jié)構(gòu)鐵電場效應(yīng)晶體管的通用跨尺度模型并驗證了模型正確性。將相場理論與半導(dǎo)體器件方程相結(jié)合,并推導(dǎo)出相關(guān)偏微分方程的弱形式,然后采用有限元的方法求解。該模型成功的將疇結(jié)構(gòu)與晶體管溝道中的電流聯(lián)系起來,且得到的晶體管轉(zhuǎn)移特性曲線與實(shí)驗所測的值吻合,證明了所建模型的正確性。通過模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)鐵電層下表面處的c疇是決定晶體管中電流的關(guān)鍵。2.考慮位錯所帶來的附加應(yīng)力應(yīng)變場,建立了含位錯的MFS結(jié)構(gòu)的FeFET跨尺度模型。利用該模型,研究了位錯在鐵電薄膜中位置、位錯密度以及位錯的強(qiáng)度對晶體管電學(xué)性能的影響。模擬... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鈣鈦礦材料的電滯回線

c E和c+E 為極化為零時的電場。將極化方向相同電薄膜厚度方向的電疇稱之為 a 疇，平行于薄膜鄰疇結(jié)構(gòu)間的接觸面稱之為疇壁[1]。如圖 1.2 所相鄰疇之間極化方向的不同，鐵電電疇又可分為平行的 c 疇構(gòu)成，而 90 疇是由相鄰的 a、c 疇構(gòu)圖 1.1 鈣鈦礦材料的電滯回線

存儲器憑借其斷電后數(shù)據(jù)不易丟失的特點(diǎn)，正在被不斷開發(fā)，從電腦內(nèi)存條到 CPU 緩存。這些基于電荷存儲的主流非寸在不斷縮減并且存儲速度也在不斷提高，但是遂穿層也達(dá)到其尺寸縮減的物理極限。此外，由于這些存儲器都是用于類似于航空、醫(yī)療等高輻射領(lǐng)域。而當(dāng)前新興的一些相變存儲器 (PRAM) 它是基于相變存儲信息對溫度有很高高溫環(huán)境；磁存儲器 (MRAM) 是利用磁場產(chǎn)生電流，因此滿足要求，而對于磁場的控制是很困難的[10]。鐵電存儲器r 和r P來讀取信息，擁有先天的抗輻射性能優(yōu)勢[11]。而且性存儲器包括 FLASH 存儲器、相變存儲器 (OUM)、阻，鐵電存儲器有一下幾點(diǎn)優(yōu)勢：(1) 對周圍環(huán)境沒有過高的要寫數(shù)據(jù)；(3) 操作電壓低；(4) 寬的溫度使用范圍；(5) 信息理論存儲量；(7) 抗輻射性能強(qiáng)等特點(diǎn)。在汽車行業(yè)、電及航天國防等方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。已成為關(guān)系國家整術(shù)，它的發(fā)展對于國防建設(shè)甚至家國安全都有著重要的意義


本文編號：2994327