【摘 要】
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该文研究了非破坏性读出(NDRO)铁电存储器(FeRAM)存储单元MFIS/MFMIS的制备,特性及建模.●该文采用物理和数学分析相结合的方法,构建了MFIS/MFMIS结构的新模型,并通过合理的
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该文研究了非破坏性读出(NDRO)铁电存储器(FeRAM)存储单元MFIS/MFMIS的制备,特性及建模.●该文采用物理和数学分析相结合的方法,构建了MFIS/MFMIS结构的新模型,并通过合理的近似得到了MFIS/MFMIS单管单元的阈值电压新的解析模型;在考虑MFIS结构中铁电层上的分压和沟道位置的关系的基础上,进一步得到相应的C-V和I-V曲线.分析表明,阈值电压解析模型的近似误差很小,分析阈值电压解析模型表明铁电材料的介电常数越低,电滞回线的矩形度越好,MFIS/MFMIS的存储特性越好.对C~V曲线相应的物理过程的分析表明,工作频率以及电滞回线是否饱和对C~V特性有较大影响,而C~V窗口和MFIS结构存储特性密切相关.对I~V曲线的分析表明,在器件和电路结构设计时,V<,g>不宜太大或太小,V<,ds>越大越有利于MFIS结构不同存储状态的区分.●结合现有的实验条件,确定了具有静电保护电路的MFIS/MFMIS单管单元阵列的工艺制备流程.并最终制备得到了Pt/PZT/SiO<,2>(50nm)/Si结构的单管单元阵列,以及Pt/PZT/SiO<,2>(50nm)/Si和Pt/PZT/SiO<,2>(100nm)/Si电容结构.●通过测试Pt/PZT/SiO<,2>(50nm)/Si单管单元阵列I-V特性,表明所制备单元具有存储特性,在写入电压为+15(逻辑"1"状态)和-20V(逻辑"0"状态)下,读出电压为V<,g>=7V,V<,ds>=10V时,"1"状态和"0"状态的电流I<,ds>差可至0.36mA;实验结果和模型结论相吻合.对MFIS电容结构的C-V特性测试,研究不同工作电压,不同的介质层厚度对MFIS/MFMIS的C-V窗口的影响,和MFIS/MFMIS新模型的结果相符.
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