导读:本文包含了铁电场效应晶体管论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:电场,晶体管,效应,剂量,电学,电荷,存储器。
铁电场效应晶体管论文文献综述
王冬,毛燕湖,燕少安,肖永光,唐明华[1]（2019）在《铁电场效应晶体管及其反相器的TCAD模拟研究》一文中研究指出以铁电场效应晶体管(Ferroelectric Field Effect Transistor, FeFET)为存储单元的铁电存储器具有低功耗、高密度、高速度、抗辐射和非挥发性等优点,在航空航天以及民用消费电子中都有广阔的应用前景.但是,对于由FeFET构成的同时具有逻辑功能与存储功能的门电路(Ferroelectric Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, FeCMOS),目前的研究工作还相对较少.用FeCMOS作为铁电存储器的外围读写电路,理论上可以大大增强其抗辐射能力.因此,该文以金属-铁电层-绝缘层-半导体(Metal gate-Ferroelectric layer-Insulation layer-Semiconductor, MFIS)结构的FeFET为研究对象,利用TCAD (Technology Computer Aided Design)软件中的器件电学性能仿真模块,在不同器件参数下对FeFET及其构成的FeCMOS反相器进行了细致的电学性能模拟仿真.(本文来源于《湘潭大学学报(自然科学版)》期刊2019年04期）
蒋丽梅,明浩,周益春[2]（2018）在《基于相场理论的铁电场效应晶体管有限元模型》一文中研究指出铁电场效应晶体管(Fe FET)的宏观电性能基本上取决于铁电薄膜的畴结构。本文将相场法与有限元法相结合建立了铁电场效应晶体管的多尺度模型,将铁电薄膜的微观畴结构与Fe FET的宏观电学性质联系起来。利用所建立的模型,讨论了位错和退极化场对铁电薄膜畴结构和Fe FET宏观电学性质的影响。[100]取向内部多位错使其周围的极化易于转变,从而加速新畴的形成。退极化场刺激畴的反转。因此,具有向下栅极电压的增强型n型场效应晶体管,向下的c畴对应于晶体管沟道的导电性,位错将导致在铁电膜中形成更多的向下的c畴,从而加快Fe FET从耗尽模式到反向模式的转变,并最终降低Fe FET的阈值电压和存储窗口。相反,退极化场将导致向下的c畴减小,从而抑制Fe FET沟道的导通,并最终导致转移曲线的右移和晶体管的饱和曲线的减小。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）》期刊2018-11-23）
熊维[3]（2017）在《铁电场效应晶体管的电离辐射总剂量效应数值模拟研究》一文中研究指出信息存储是空天技术发展的基石,关系到我国在航天航空领域的发展。铁电存储器(FeRAM)具有读写速度快、可擦写次数多、操作电压低等优点,被认为是下一代最具有潜力的存储器之一。铁电场效应晶体管(FeFET)这类FeRAM因其结构简单、存储密度高、非破坏性读出等特点在航空航天领域受到了极大的关注。在航天应用中,FeFET会受到宇宙射线和空间辐射粒子的影响,从而出现性能下降、状态改变甚至功能失效等现象。本文以金属层-铁电层-绝缘层-硅基底型FeFET(MFIS-FET)与金属层-铁电层-氧化锌基底型FeFET(MFZ-FET)这两类结构为研究对象,建立了它们在电离辐射总剂量效应下的基本电学特性与保持性能模型,研究了不同总剂量对这两种结构的电学性能与保持性能影响。具体研究内容与结果如下:(1)结合铁电极化Lue模型,建立了MFIS-FET在电离辐射总剂量效应下的电学性能物理模型,模拟了不同总剂量辐照下MFIS-FET的I-V、C-V曲线。研究发现:随着辐照总剂量的增加,铁电层的极化、矫顽场与介电常数都会减小,MFIS-FET的电容电压曲线产生负向漂移、存储窗口变小、源漏电流开关比减小。(2)结合铁电薄膜极化保持特性Lou模型和上述电离辐射总剂量效应下的电学性能物理模型,建立了MFIS-FET在不同总剂量下的保持性能模型。研究发现:随着总剂量的增加,辐照诱导电荷的累积增强,MFIS-FET的退极化场增大、保持性能降低。(3)建立了MFZ-FET在电离辐射总剂量效应下的电学性能模型,模拟了不同总剂量下MFZ-FET的I-V、C-V曲线,对比分析了电离辐射总剂量效应对MFZ-FET与MFIS-FET的影响。研究发现:在相同的剂量辐照下,MFZ-FET的抗辐射性能优于MFIS-FET。(本文来源于《湘潭大学》期刊2017-05-01）
王江[4]（2017）在《负电容PZT铁电场效应晶体管的物理模型与性能优化》一文中研究指出近些年来,铁电场效应晶体管得到了人们广泛的关注与研究,它被用作铁电存储器的存储单元,而铁电存储器由于其优良的特性(存储速度快、不易挥发、与集成电路工艺兼容、功耗低等)被认为是下一代比较理想的存储器之一。随着芯片集成度的不断提高,功耗成为人们面临的一个严峻问题,当铁电场效应晶体管用作铁电存储器芯片自然也需要克服功耗问题,而研究表明,铁电场效应晶体管的负电容效应可以有效的降低晶体管的功耗。基于此,本文通过物理建模、数值分析,重点研究铁电场效应晶体管的负电容效应。研究的主要内容及结论如下:1.基于Landau-Ginzburg-Devonshire唯象理论、泊松方程以及电流连续性方程,建立负电容PZT(PbZr1-xTixO3)双栅场效应晶体管的物理模型,并分析锆钛比对其电学性能的影响,结果表明:钛的比率对负电容PZT铁电栅场效应晶体管的电学性能有一定的影响;当钛的比率减小(0.065~0.035)时,由于铁电材料的负电容效应,栅电容得到放大,硅表面势放大能力增强,亚阈值摆幅降低,从而达到降低功耗的目的。该研究结果为解决铁电场效应晶体管的功耗问题提供了新途径;对其在快速开关方面的应用也有一定的意义。2.根据第2章的物理模型,研究、分析不同铁电层厚度时,负电容PZT双栅场效应晶体管的电学性能,我们得到了以下结论:在一定范围内(120~200nm),通过增大铁电层厚度可以增强负电容效应,增强硅表面势放大能力,降低亚阈值摆幅,实现晶体管的低功耗操作。该结果为优化负电容铁电场效应晶体管的电学性能有较好的指导意义。3.根据第2章的物理模型,研究绝缘层厚度对负电容PZT双栅场效应晶体管电学性能的影响。通过计算、分析,可以得到以下结论:随着绝缘层厚度的增大(2~4 nm),电压放大能力变差,栅电容尖峰减小,亚阈值特性变差。我们可以通过减小绝缘层厚度来提高电压放大能力,增强负电容效应,降低晶体管功耗。该结果提供了一种解决铁电场效应晶体管功耗问题的新途径。4.根据第2章的物理模型,研究半导体硅厚度对负电容PZT双栅场效应晶体管电学性能的影响。通过计算、分析,可以得到以下结论:半导体硅厚度对铁电负电容效应的影响非常小,可以忽略不计。因而,我们在考虑铁电负电容的影响因素时,可以忽略半导体硅厚度对负电容的影响,该结果可以为铁电场效应晶体管的设计提供一定的理论指导。(本文来源于《湘潭大学》期刊2017-05-01）
燕少安[5]（2016）在《铁电场效应晶体管的电离辐射效应及加固技术研究》一文中研究指出抗辐射加固技术是各类航天器的电子系统在空间辐射环境中稳定工作的关键技术之一,存储器作为航天器电子系统的核心部件,其性能优劣已经成为航天器性能的主要衡量指标。在外层空间及核爆等辐射环境中,由各类辐射效应引起的集成电路功能性损坏或存储器信息的变化会导致整个航天器电子系统的崩溃,造成灾难性后果。铁电薄膜材料具有双稳态极化,铁电场效应晶体管可利用铁电薄膜的极化特性来控制晶体管的开关状态,达到对二进制信息的非挥发性存储。众多研究表明,γ射线、X射线、α粒子、重离子、电子及质子等辐射源不可能造成铁电薄膜极化翻转而去改变一个单元已给定的存储状态,因此以铁电薄膜作为存储介质所存储的数据具有极强的耐辐射能力,特别适合于空间和航天技术应用。本文以铁电薄膜材料及其存储器件的电离辐射效应为主题,重点研究了铁电场效应晶体管的总剂量效应和单粒子效应,探究了其辐射损伤机理及抗辐射加固技术。具体工作包含以下六个方面:1、基于蒙特卡洛方法对SrBi2Ta2O9(SBT)铁电薄膜的低能量质子辐照损伤行为进行了研究。研究结果表明,低能量质子(10 keV-100 keV)由于其穿透能力有限,入射SBT铁电薄膜后所产生的辐照损伤区域深度为100 nm-500 nm。低能量质子在SBT薄膜中能量损失主要是由于电子阻止造成的,SBT铁电薄膜的电子阻止本领在90-210 eV/nm范围内,所带来的电离能量损失(IEL)占总能损94%以上,这说明低能量质子辐照SBT铁电薄膜时产生的辐射效应主要是总剂量电离效应。然而低能量质子在SBT薄膜中产生的非电离能量损失(NIEL)也不可忽视,当低能量质子注量大于1014 cm-2时,由辐照带来的氧空位密度大于1018 cm-3,这足以对SBT铁电薄膜的电学性能产生非常大的影响。另外,质子入射角度大于50o时,SBT铁电薄膜中空位的数量及分布将发生明显变化。SBT铁电薄膜与硅材料相比,质子辐照所带来空位数随入射角度的分布规律与硅材料类似,但是SBT薄膜中产生的空位数更少,这说明SBT铁电薄膜比硅基材料具有更强的抗质子辐照能力。2、应用经典半导体理论对铁电薄膜材料的总剂量效应进行了建模与仿真。研究结果表明,由于铁电薄膜内部电势及电场的分布随辐射剂量的增加发生变化,所以铁电薄膜内部介电常数、极化强度以及漏电流密度的分布将会发生相应的变化,尤其是当铁电薄膜中出现零电场区域时,变化量将十分显着,宏观上表现为铁电薄膜的介电常数、极化强度以及漏电流密度随着辐射剂量的增加而减小,这些计算得到的性能退化与实验观测从规律上相符合。由我们的计算结果可以推测,辐照前含有较多氧空位的铁电薄膜其辐射退化将比含氧空位少的更加显着,这样的结论能解释不同辐照实验观测到的铁电薄膜性能退化程度上的差异性。另外,我们发现铁电薄膜较薄时,其辐射退化量相对较小,这是因为由辐射带来的固定电荷密度与铁电薄膜厚度成正比。综上所述,从材料加固的角度考虑,在保证器件电学性能的前提下,选择较薄的、高质量的铁电薄膜将有效提高铁电薄膜器件的抗总剂量辐射能力。3、通过实验的方法探究了mfis结构fefet的总剂量电离辐射效应。我们通过调研文献,确定了fefet的最优结构以及材料选择,然后制备出了pt/srbi2ta2o9/hftao/si结构的mfis铁电电容以及基于此的mfis结构fefet。经过对样品的测试我们发现,所制备的fefet存储窗口约为0.7v,开关比约为105,并且开关比在经过24小时保持性能测试后仍旧大于104,这些测试结果表明所制备的fefet样品具有良好的电学性能,这也使得辐照实验更加具有可信性。通过对比辐照前后fefet的电学性能我们发现,辐照后fefet的c-v特性曲线出现负向漂移,栅漏电流无明显变化,转移特性曲线负向漂移且存储窗口减小、开关比降低。经过200krad(si)辐照后,fefet的保持性能出现轻微衰减,开关比略有降低,但是开关电流的平行度依然有较好的保持,即使经过24小时的保持性能测试,开关比依然有近104。但是经过10mrad(si)辐照后,fefet的保持性能出现急剧衰减,由于存储窗口的减小与漂移,24小时保持性能测试后开关比已经小于10,所以我们可以推断,经过10mrad(si)高剂量辐照后,所制备的fefet已经失效。4、基于经典半导体理论对fefet总剂量电离辐射效应进行了建模,建模过程中综合考虑了铁电层、绝缘层、界面层以及硅衬底的总剂量电离辐射效应,同时还考虑了剂量率效应对硅表面载流子寿命的影响。通过对计算结果的分析,我们得出结论:1)高剂量辐射后fefet中铁电层将出现极化强度减小、矫顽场漂移等电学性能退化,对比实验结果可知,建立的模型能反映出铁电薄膜辐射后p-v曲线的退化规律,有效解释辐射所导致的铁电薄膜“印记”及“疲劳”现象;2)所建立的模型能较好地预测fefet在高剂量辐射后的出现的阈值电压漂移、存储窗口减小及开关比降低等退化现象,这些退化行为都可以从辐射后fefet硅表面势的变化上得到合理解释。另外,我们发现剂量率效应也能对fefet的电学行为产生明显影响;3)对于给定的辐射剂量,绝缘层厚度能显着影响fefet的存储窗口以及平带电压漂移量,所以在达到器件性能要求的前提下,选择较薄的绝缘层可以提高铁电场效应晶体管的抗总剂量辐射能力。5、使用sentaurustcad对fefet的单粒子效应进行了全叁维的建模与仿真。仿真结果表明,当粒子入射n型fefet栅极后,衬底中没有被复合的电子可以快速扩散,一部分沿横向电场被收集到漏极,几百皮秒后开始在FeFET漏极形成电流脉冲,剩下的大部分电子则被衬底收集,形成衬底电流脉冲。当衬底中的电子被电极收集之后,多余的空穴会显着抬高衬底电势,这时源体结、漏体结之间的电势差会降低,大量电子从源极注入沟道,被沟道横向电场所收集,使漏极电流脉冲达到了几百微安,脉冲宽度达到10 ns。如果此时FeFET恰好处于“读”操作且存储关态信息,则所存储的信息会发生单粒子翻转。FeFET由于铁电层的极化使其在关态下拥有比普通MOSFET更负的表面势,所以粒子入射栅极后,FeFET的漏极电流脉冲比普通MOSFET略小。但是当粒子入射漏极时,FeFET与MOSFET的漏极电流脉冲几乎一致,这是因为此时两者电荷收集的机理是相同的。所以我们得出结论,FeFET的单粒子敏感区域与普通MOSFET的并无差异,都是反偏漏极。但是当FeFET作为存储单元并且存储关态信息时,粒子入射栅极也可能使其发生单粒子翻转,所以此时栅极(沟道)也是FeFET的单粒子敏感区域。6、针对FeFET提出了两种不同的加固措施。第一种是针对减小漏极单粒子电流脉冲的而设计的漏墙加固结构,第二种是针对FeCMOS设计的叁管共漏反相器加固结构。漏墙加固结构可以有效地降低单个FeFET的漏极单粒子脉冲响应,抑制电荷收集,并且入射粒子的LET值越大,其加固效果越明显。漏墙加固结构对于入射角度的敏感性并不高,主要原因是其电极深度大于FeFET有源区深度,对于电荷的有效收集体积更大。进一步的七级反相器链混合模拟结果则显示,漏墙加固结构可以大幅降低反相器链终端输出的单粒子瞬态脉冲宽度,有效抑制单粒子瞬态脉冲在电路中的传播。叁管共漏加固结构可以有效、快速地减小反相器中敏感PMOS的漏极单粒子瞬态脉冲,大大降低反相器输出信号翻转的概率。同样,反相器链混合模拟结果表明,我们提出的叁管共漏加固方法也能有效抑制单粒子瞬态脉冲在反相器链中的传播,有效提高FeCMOS电路抗单粒子翻转的能力。(本文来源于《湘潭大学》期刊2016-05-01）
粟诗雨[6]（2016）在《石墨烯沟道铁电场效应晶体管电学性能的模拟》一文中研究指出铁电场效应晶体管(FeFET)作为最潜力的铁电存储器之一,因其具有非破坏性读取、高集成度、抗辐射等优点而受到研究者的广泛关注。目前,FeFET基本上都是采用硅沟道。铁电薄膜与硅界面存在严重的扩散等问题,使得FeFET的数据保持时间短。石墨烯与铁电材料接触良好,不存在扩散等问题。另外,石墨烯还具有尺寸小、迁移率高等特点,对实现高速高密度的存储器十分有利。可见在FeFET中,石墨烯是Si良好的替代者。本论文构建了石墨烯沟道铁电场效应晶体管(MFG-FET),建立了该晶体管电学性能模型,并研究了基底材料与铁电层相关参数对晶体管电学性能的影响。主要内容和结果如下:(1)考虑石墨烯的量子电容效应,基于铁电极化Lue模型和石墨烯量子输运模型,建立了MFG-FET器件电学性能模型。基于该模型,模拟了应用电压对MFG-FET器件C-V特性、存储窗口以及输出特性的影响。结果表明:对比传统Si沟道MFS-FET器件,MFG-FET具有更低的开态电流。MFG-FET器件的存储窗口较大,具有更好的存储性能。(2)根据建立的模型,研究了基底材料对MFG-FET器件电学性能的影响。结果表明:随着基底材料相对介电常数的减小,石墨烯沟道层费米速度呈现增大的趋势。随着石墨烯沟道层费米速度的增大,MFG-FET器件的低电容呈现逐渐减小的趋势而高电容保持不变,因此能够使得MFG-EFT高低电容之比增大。同时MFG-FET器件的开态电流呈现逐渐减小的趋势,这有利于降低MFG-FET器件的功耗。(3)根据建立的模型,研究了铁电层相关参数对MFG-FET器件电学性能的影响。结果表明:随着铁电层厚度的增加,MFG-FET器件的总电容呈减小的趋势、存储窗口呈现先增大后减小的趋势。铁电层厚度增大能够减小MFG-FET器件开态电流,从而降低器件的功耗。随着铁电层相对介电常数的增大,MFG-FET器件的高低总电容呈增大的趋势,存储窗口呈现逐渐减小的趋势。相对介电常数的减小能够适当降低器件功耗。当铁电层自发极化的增大,MFG-FET的存储窗口呈现逐渐减小的趋势。当铁电层剩余极化的增大时,MFG-FET的存储窗口呈现逐渐增大的趋势,同时其存储窗口能够更快的达到最大饱和值。(本文来源于《湘潭大学》期刊2016-05-01）
李凯[7]（2015）在《基于铁电场效应晶体管的查找表的设计与仿真》一文中研究指出一直以来,MOSFET决定着电子集成电路领域的发展。随着空间探测技术的持续发展,对电子产品在辐照环境下的性能要求也越来越高,然而MOSFET在辐照环境下却表现出不可靠性。铁电场效应晶体管(Fe FET)因为其具有结构简单、非挥发性、低功耗、可高速大密度存取、良好的抗辐射性能等优点而吸引了研究者们的广泛研究。并有科学家预测它将取代传统MOSFET的主导地位。然而,现阶段铁电场效应晶体管仅仅在存储器方面的应用得到一定的研究,为了奠定其在逻辑电路应用的基础促进其发展,建立铁电晶体管基本模型,研究其基本逻辑行为是非常有必要的。本文利用器件仿真软件Sentaurus TCAD研究了铁电场效应晶体管的基本逻辑操作和信息存储机制,在此基础上设计了基于铁电晶体管的逻辑电路和查找表存储电路,并完成了铁电查找表的功能验证。首先,我们根据硅器件描述方程和铁电极化描述性方程,利用Sentaurus TCAD软件搭建了金属-铁电-绝缘体-半导体(MFIS)结构的FeFET模型,研究了在不同的材料参数和工作电压下的电学性能。仿真结果表明:(1)铁电层决定了MFIS-FeFET的信息存储性能,能够对晶体管沟道电导率进行直接调控作用。(2)栅极绝缘层不仅可以隔离铁电层与硅衬底,还可以对降落到铁电层的电压起到调节作用。(3)栅极工作电压的大小决定了MFIS-FeFET的工作性质,在大的栅极电压下,FeFET可以作为存储器件使用,在小的栅极电压下,FeFET可以作为逻辑管使用。其次,建立了基于FeFET的基本逻辑电路,包括共源级、共漏级、反相器和灵敏放大器,实现了它们的基本逻辑功能。仿真结果表明:在较低操作电压下,MFIS-FeFET因为具备MOSFET的基本结构,可以完成基本的逻辑操作;在较高栅极操作电压下,铁电层发生反转,此时,MFIS-FeFET具备存储功能。最后,设计了基于FeFET的查找表电路。该电路是在传统查找表电路基础上优化设计而来。通过对铁电存储阵列读写方式进行研究,设计了更加适合于铁电存储阵列的读写操作方式。对所设计的铁电查找表电路完成了基本的的功能仿真。为FeFET在存储设备和逻辑电路的应用打下基础。(本文来源于《湘潭大学》期刊2015-05-10）
秦亚[8]（2015）在《基于铁电场效应晶体管的基本门电路及灵敏放大器的TCAD模拟》一文中研究指出一直以来,MOS晶体管决定着电子集成电路领域的发展。随着空间探测技术的持续发展,对电子产品在辐照环境下的性能要求也越来越高,然而MOS晶体管在辐照环境下却表现出不可靠性。铁电场效应晶体管(FeFET)因为其具有结构简单、非挥发性、低功耗、可高速大密度存取、良好的抗辐射性能等优点而吸引了广大铁电爱好者的广泛研究,并有科学家预测它将取代传统MOS晶体管的主导地位。然而,铁电场效应晶体管仅仅是在存储器的应用方面得到一定的研究,为了奠定其作为逻辑器件在逻辑电路应用的基础促进其发展,建立其基本模型研究基本逻辑行为是非常有必要的。本论文利用器件仿真软件Sentaurus TCAD软件,以MFIS结构的铁电场效应晶体管(Fe FET)为研究对象,模拟和研究FeFET的电学性能,并在此基础上研究由FeFET构成的基本门电路和一种电流灵敏放大器的仿真,希望在FeFET应用于FeCMOS电路提供建设性的指导。具体工作概括如下:1.利用Sentaurus TCAD软件中的器件结构SDE模块和电学特性仿真Sentaurus Device模块,通过在物理模型添加铁电极化模型,并在材料模块中设置不同的铁电材料参数,模拟在某一参数变化,其他参数固定不变FeFET的P-V和I-V特性。结果表明:栅极电压、较大的漏源电压、铁电薄膜的厚度以及铁电薄膜的四个主要材料参数的变化影响FeFET的电压和电流的存储窗口。2.基于建立的FeFET单个器件的模型,模拟和分析FeFET的电压输出特性和电压传输特性。结果表明:(1)在VDS=VG-VTH时,FeFET能提供稳定的漏极电流,对于栅漏连接的铁电二极管做稳定的电流源具有一定的建设性指导;(2)FeFET能作为传输管用在电压的传输电路中,VG一定,即使在漏极电压VD=VG时,Vdrop=VD-VS,即该VG下,此时的电压降Vdrop即为FeFET的VTH,由于VTH与VG有关,不同VG,铁电极化强度不同从而导致VTH不同,所以Vdrop有些许不同。3.基于建立的FeFET单个器件的模型,提出和模拟了一种由铁电场效应晶体管构成的电流灵敏放大器,该放大器各组成部分均有N型FeFET和P型FeFET构成。通过仿真结果表明:在低工作电压下,灵敏放大电路能正确的读取铁电存储器存储单元中“0”和“1”的信息;同时也正是由于铁电场效应晶体管铁电层的铁电极化,导致输出电压不能准确的稳定在静态工作点下输出电压值的大小。同时,我们还对不同“0”和“1”存储单元电流大小的该灵敏放大器的放大能力进行了仿真。(本文来源于《湘潭大学》期刊2015-05-10）
吴传禄[9]（2015）在《电离辐射对MFIS型铁电场效应晶体管电学性能的影响》一文中研究指出铁电场效应晶体管(Fe FET)作为铁电存储器中的一员,在现代电子工业有广阔的应用前景,尤其是在国防电子工业中很受重视,其具有高存储密度、非挥发性、结构简单、强抗辐射能力等优点。金属层(Metal)-铁电层(Ferroelectric)-绝缘层(Insulator)-硅基底(Silicon)型铁电场效应晶体管(MFIS-FET)更是解决了金属层(Metal)-铁电层(Ferroelectric)-硅基底(Silicon)型铁电场效应晶体管(MFS-FET)铁电层与硅基底产生反应使器件性能降低的缺点。尽管铁电薄膜和铁电电容有很强的抗辐射性能,但是MFIS-FET是否具有很强的抗辐射能力,我们还不得而知。因为电子器件的微型化,所以每个单元层互相影响是在所难免的。器件的一部分具有很强的抗辐射能力,不代表整体具有很强的抗辐射能力,这就是我们平时所熟知的“木桶原理”。到目前为止,对Fe FET的抗辐射性能还没有清晰的研究结果。本文以MFIS-FET为研究对象,用理论模拟的方法对其进行定量的电离辐射效应模拟研究。首先,模拟研究了电离辐射环境下铁电层极化变化对其性能的影响;其次,模拟研究了电离辐射环境下硅基底电荷密度变化对其性能的影响;最后,模拟研究了电离辐射环境下铁电层电荷输运对其性能的影响。具体研究结果如下:(1)改进米勒模型使其适用于处于电离辐射环境中的铁电材料极化的模拟,将此模型代入MFIS-FET中进行计算。模拟结果表明,当铁电层受到10Mrad的辐射时,各物理量的变化很小,基本与辐射前相同;当辐射总剂量为100Mrad时,电容、源漏电流等衡量器件性能的物理量发生明显的改变,这说明器件随时有可能失效。(2)推导出了电离辐射环境下硅基底表面电荷表达式,代入器件模拟中进行计算,发现随着辐射剂量率的增大,器件的反型层电荷密度、电荷迁移率变化很小,源漏电流更是变化微小,但硅表面势有明显的变化。这说明了电离辐射作用在硅基底上对器件的性能影响不大。(3)建立了一个电离辐射环境下铁电层电荷输运的模型,计算结果表明,当电荷输运比例一定时,MFIS-FET电容曲线和源漏电流曲线随辐射总剂量的增大向负电压方向平移,且源漏电流增大。若源漏电流继续增大,器件有可能被烧毁。当辐射总剂量一定,MFIS-FET电容曲线和源漏电流曲线随绝缘层阻隔率的变化在一定范围内波动。电离辐射环境中,绝缘层的存在有利于调控器件的性能。(本文来源于《湘潭大学》期刊2015-05-01）
徐新兵[10]（2015）在《基于GaN纳米线铁电场效应晶体管及相关电性能》一文中研究指出铁电存储器因具有非易失、低功耗、高读写速度、高存储密度、长寿命和抗辐射等优点,被认为是下一代最具潜力的存储器之一。其中由铁电场效应晶体管构成存储单元的铁电存储器,还具有单元结构简单、非破坏性读出、存储密度更高和与集成电路工艺兼容等更多优点,得到了研究者的广泛关注。然而,目前在基于纳米线的铁电场效应晶体管研究过程中,还有许多需要解决的科学问题,其中如何采用微纳加工技术组装纳电子器件并进行精确表征与评价,是研制基于纳米线铁电场效应晶体管亟待解决的首要问题。本论文创新性地联合光刻技术与聚焦离子束技术成功组装了基于Ga N纳米线的铁电场效应晶体管,器件表现出良好的性能。具体工作和结论如下:1、采用CVD法成功制备了适于晶体管导电沟道组装使用的、高质量的Ga N纳米线,其生长过程符合以Au纳米颗粒为催化剂的汽-液-固(VLS)生长机制。分别用XRD、SEM、EDS、TEM对所制备的纳米线进行了形貌与晶体结构表征,结果表明所制备的纳米线表面平直光滑,长度为几十到几百微米,直径分布在100-200 nm之间,为高纯度的六方纤锌矿结构的Ga N晶体,其生长方向为[100]晶向。2、基于磁控溅射的方法制备了PZT铁电薄膜,获得了适于晶体管组装用的PZT/Pt/Ti/Si O2/Si的层状背栅体系结构。分别用XRD、SEM、EDS、Raman、铁电分析仪对其进行了表征,结果表明薄膜表面平整光滑,没有大的颗粒堆积和裂纹,晶粒直径在2-5μm的范围内。薄膜的厚度均匀,膜厚大约为500 nm。薄膜为高纯度的四方相和叁方相混合的多晶钙钛矿结构,铁电性能优越,低压下就能形成比较完整的电滞回线。3、联合光刻技术与聚焦离子束(FIB)技术成功组装了以Ga N纳米线为导电沟道、PZT/Pt/Ti/Si O2/Si为背栅结构的铁电场效应晶体管。晶体管的输出和转移特性结果表明组装的晶体管为n型耗尽模式的场效应晶体管,具有优越的存储性能和电性能,数据存储窗口高达5 V,零栅压时的开关电流比高达103,亚阈值摆幅S很小为0.93 V/decade,峰值跨导gm为1.7μS,Ga N纳米线沟道中的场效应载流子迁移率μ大约为16.4 cm2/V·s。4、测试了Pt/SBT/Hf Ta O/Si铁电电容与温度和辐照相关的电性能,并对其机理进行了分析。为纳米线铁电场效应晶体管与温度和辐照相关可靠性研究提供了实验基础和理论储备,有利于铁电存储器在特殊领域的应用和推广。以半导体纳米线为导电沟道的新型结构铁电场效应晶体管具有比如可在极低的电压下操作、极高的读写速度等优越的性能,本文的结果为基于纳米线的非易失性存储器潜在应用提供了实验基础和理论指导。(本文来源于《华南理工大学》期刊2015-04-20）
铁电场效应晶体管论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
铁电场效应晶体管(Fe FET)的宏观电性能基本上取决于铁电薄膜的畴结构。本文将相场法与有限元法相结合建立了铁电场效应晶体管的多尺度模型,将铁电薄膜的微观畴结构与Fe FET的宏观电学性质联系起来。利用所建立的模型,讨论了位错和退极化场对铁电薄膜畴结构和Fe FET宏观电学性质的影响。[100]取向内部多位错使其周围的极化易于转变,从而加速新畴的形成。退极化场刺激畴的反转。因此,具有向下栅极电压的增强型n型场效应晶体管,向下的c畴对应于晶体管沟道的导电性,位错将导致在铁电膜中形成更多的向下的c畴,从而加快Fe FET从耗尽模式到反向模式的转变,并最终降低Fe FET的阈值电压和存储窗口。相反,退极化场将导致向下的c畴减小,从而抑制Fe FET沟道的导通,并最终导致转移曲线的右移和晶体管的饱和曲线的减小。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
铁电场效应晶体管论文参考文献
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