Войти
A полевой сегнетоэлектрический транзистор (Fe FET ) представляет собой тип полевого транзистора, который включает в себя сегнетоэлектрик материала, зажатого между электродом затвора и проводящей областью исток-сток устройства. Постоянная поляризация электрического поля в сегнетоэлектрике заставляет устройства этого типа сохранять состояние транзистора (включено или выключено) в отсутствие какого-либо электрического смещения.
Устройства на основе FeFET используются в памяти FeFET - тип одиночного транзистора энергонезависимой памяти.
Использование сегнетоэлектрика (триглицинсульфат ) в твердотельной памяти был предложен Моллом и Таруи в 1963 году с использованием тонкопленочного транзистора. Дальнейшие исследования проводились в 1960-х годах, но удерживающие характеристики устройств на основе тонких пленок были неудовлетворительными. В ранних устройствах на основе полевых транзисторов использовался сегнетоэлектрик титанат висмута (Bi 4Ti3O12) или Pb 1-x LnxTiO 3 () и родственные смешанные циронконат / титанаты (PLZT ). В конце 1980 г. была разработана сегнетоэлектрическая RAM, в которой в качестве конденсатора использовалась тонкая сегнетоэлектрическая пленка, подключенная к адресуемому полевому транзистору.
Запоминающие устройства на основе FeFET считываются с использованием напряжения ниже коэрцитивного напряжения для сегнетоэлектрика..
Проблемы, связанные с реализацией практического устройства памяти на FeFET, включают (по состоянию на 2006 г.): выбор слоя с высокой диэлектрической проницаемостью и высокой изоляцией между сегнетоэлектриком и затвором; проблемы с высокой остаточной поляризацией сегнетоэлектриков; ограниченное время хранения (около нескольких дней, ср. требуется 10 лет).
При условии, что сегнетоэлектрический слой можно масштабировать соответствующим образом, ожидается, что устройства памяти на основе FeFET будут масштабироваться (сжиматься) так же, как и устройства MOSFET; однако может существовать предел ~ 20 нм по горизонтали (так называемый сегнетоэлектрический предел). К другим проблемам, связанным с усадкой, относятся: уменьшение толщины пленки, вызывающее дополнительные (нежелательные) поляризационные эффекты; впрыск заряда; и токи утечки.
Структура 1-транзисторной ячейки FeRAM В 2017 году сообщалось, что энергонезависимая память на основе FeFET была построена на Узел 22 нм с использованием (полностью обедненный кремний на изоляторе ) с диоксидом гафния (HfO 2) в качестве сегнетоэлектрика - наименьший размер ячейки FeFET, о котором сообщалось, составлял 0,025 мкм, устройства были построены в виде 32-мегабитных массивов с использованием импульсов установки / сброса длительностью ~ 10 нс при 4,2 В - устройства показали срок службы 10 циклов и сохранение данных до 300 ° C.
По состоянию на 2017 год запуск Ferroelelectrc Memory Company »пытается превратить память FeFET в коммерческое устройство на основе диоксида гафния. Утверждается, что технология компании масштабируется до размеров современных технологических узлов и интегрируется с современными производственными процессами, например, HKMG, и легко интегрируется в обычные процессы CMOS, требуя всего двух дополнительных маски.
