低能质子辐射对铁电场效应晶体管性能影响模拟
2021-03-12谭鹏飞刘怡廷波1
黄 景,谭鹏飞,刘怡廷,李 波1,†
(1. 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室,西安710024; 2. 湘潭大学材料科学与工程学院,湘潭411105)
利用铁电材料可控极化反转属性和断电后可保持极化属性制备的非易失性铁电随机存储器(Ferroelectric Random Access Memory, FeRAM)具有高读写速度、低功耗、高存储密度、高读写次数及抗辐射性能突出等优点[1-4],可满足信息技术的发展对存储器提出的高读写速度、低功耗和高集成度的要求。作为最具潜力的新一代存储器,FeRAM既可作为独立式存储器应用于各类仪器仪表,也可作为嵌入式存储器应用于各种智能卡,在国防、交通、金融、电信和办公系统等领域具有广阔的市场前景。基于此,FeRAM的研制和开发成为各国的研究重点。然而,我国FeRAM产品主要依赖进口,不仅制约了我国信息技术的发展,还威胁到了国防安全,研制FeRAM对我国信息技术的发展和国防安全具有重要意义。目前,商业化的FeRAM均为1T/1C 结构,即每个存储器单元包含1个场效应晶体管(transistor,T)和1个铁电电容器(capacitor, C),该结构存储密度较低,无法满足空间技术的发展对存储容量不断增加的需求。每个存储器单元仅包含一个场效应晶体管的1T结构铁电场效应晶体管(ferroelectric field effect transistor, FeFET)。存储器具有非破坏性读出、存储密度高和读写速度快等突出优点,有望突破1T/1C结构FeRAM存储容量低的瓶颈。
随着科技的不断进步,人们对外太空的探索进一步加强,对航天器用存储器件抗辐射性能要求也越来越高[5-8]。理论上,铁电材料基于原子在2个稳态之间的位移来存储数据,具有天然的抗辐射能力[1,9-10]。……
