基于Atlas的MFIS结构器件电学性能模拟
3 结果与讨论
3．1 应用电压对MFIS结构器件的影响
应用电压的大小不仅能影响铁电存储器的存储能力及稳定性，还会影响到其与半导体集成电路的兼容性。图2中给出了不同应用电压下MFIS器件的C—V特性及记忆窗口。绝缘层为CeO2，应用电压从2V增加到5 V。由图中可以看出，由于铁电层的极化行为，MFIS器件的C—V曲线在不同的扫描电压方向上出现平移，呈现顺时针的回线状，并且其宽度随应用电压的增加逐渐变宽。MFIS器件的记忆窗口随应用电压的增加而逐渐增大，并在8 V时达到饱和。记忆窗口的大小直接影响着MFIS器件的稳定性。在较小的记忆窗口下，存储器的“0”和“1”两个逻辑态容易出现混淆，导致数据存取失败，因此适当增加应用电压，有利于提高MFIS器件的存储稳定性。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/178893.htm
3．2 绝缘层厚度对MFIS结构器件的影响
MFIS器件绝缘层的厚度会影响到MFIS结构的性能。图3中给出了不同绝缘层厚度下MFIS器件的C—V特性及记忆窗口。器件的应用电压为5 V，绝缘层采用CeO2，厚度从1 nm增加到5 nm。从图中可以看出，在一定的应用电压下，MFIS器件的C—V曲线随绝缘层厚度的增加变窄，记忆窗口随之减小，这与文献中报道的绝缘层厚度对MFIS器件电学性能的影响一致。这可以由加在铁电层上的有效电场进行解释。铁电层上的有效电场Ef为
其中，CG为应用电压；εf和εi为铁电层和绝缘层的相对介电常数。显然，铁电层上的有效电场随着绝缘层厚度的增加而减小，从而导致铁电层逐渐远离饱和状态，使得电容器的记忆窗口减小。
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