Single-event-upset effect simulation of HfO 2 -based ferroelectric field effect transistor read and write circuits

使用器件-电路仿真方法搭建了氧化铪基铁电场效应晶体管读写电路, 研究了单粒子入射铁电场效应晶体管存储单元和外围灵敏放大器敏感节点后读写数据的变化情况, 分析了读写数据波动的内在机制. 结果表明: 高能粒子入射该读写电路中的铁电存储单元漏极时, 处于“0”状态的存储单元产生的电子空穴对在器件内部堆积, 使得栅极的电场强度和铁电极化增大, 而处于“1”状态的存储单元由于源极的电荷注入作用使得输出的瞬态脉冲电压信号有较大波动; 高能粒子入射放大器灵敏节点时, 产生的收集电流使处于读“0”状态的放大器开启, 导致输出数据波动, 但是其波动时间仅为0.4 ns, 数据没有发生单粒子翻转能正常读出. 两束高能粒子时间间隔0.5 ns先后作用铁电存储单元漏极, 比单束高能粒子产生更大的输出数据信号波动, 读写“1”状态的最终输出电压差变小.