ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

ĐỖ HỒNG MINH

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƢNG SẮT ĐIỆN CỦA MÀNG
MICRO/NANO BLT, PZT CHẾ TẠO BẰNG PHƢƠNG PHÁP
DUNG DỊCH ĐỊNH HƢỚNG ỨNG DỤNG CHO BỘ NHỚ SẮT ĐIỆN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN NANÔ

HÀ NỘI - 2019

i


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

ĐỖ HỒNG MINH

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƢNG SẮT ĐIỆN CỦA MÀNG
MICRO/NANO BLT, PZT CHẾ TẠO BẰNG PHƢƠNG PHÁP
DUNG DỊCH ĐỊNH HƢỚNG ỨNG DỤNG CHO BỘ NHỚ SẮT ĐIỆN

Chuyên ngành: Vật liệu và linh kiện nano
Mã số: 944012801.QTD

LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN NANÔ

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

i


Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan bản luận án này là của riêng tôi, do tôi thực hiện dƣới sự
hƣớng dẫn tận tình của TS. Bùi Nguyên Quốc Trình và PGS.TS. Phạm Đức Thắng.
Phần lớn các thực nghiệm về chế tạo và khảo sát tính chất của các màng mỏng và
các bộ nhớ đƣợc thực hiện tại Khoa Vật lý Kỹ thuật và Công nghệ nano, Trƣờng
Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội. Trong luận án này chúng tôi cũng có
hợp tác với Khoa Vật lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Cơ quan Khoa học và
Công nghệ Nhật Bản để thực hiện mộ số khảo sát tính chất của các màng mỏng và
bộ nhớ sắt điện. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận án này là hoàn toàn
trung thực và chƣa đƣợc công bố trong bất kỳ công trình nào.

Nghiên cứu sinh

Đỗ Hồng Minh

ii


MỤC LỤC
Lời cảm ơn ............................................................................................................................ i
Lời cam đoan ....................................................................................................................... ii
MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ....................................................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................. ix
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ........................................................................... xii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1. VẬT LIỆU TRONG BỘ NHỚ SẮT ĐIỆN .................................................. 5

2.2.1. Phổ tán xạ năng lƣợng tia X (EDS hay EDX) .................................................... 40
2.2.2. Khảo sát cấu trúc tinh thể bằng phƣơng pháp nhiễu xạ tia X ............................. 41
2.2.3. Khảo sát hình thái cấu trúc bề mặt của các màng mỏng ..................................... 42
2.2.4. Khảo sát tính chất điện của các màng mỏng sắt điện ......................................... 43
2.2.4.1. Phép đo độ phân cực điện ............................................................................ 44
2.2.4.2. Phép đo dòng dò .......................................................................................... 45
2.2.5. Khảo sát hoạt động của ô nhớ ............................................................................. 45
2.3. Phƣơng pháp chế tạo ô nhớ .................................................................................... 47
2.3.1. Chế tạo ô nhớ có kích thƣớc micro mét bằng công nghệ quang khắc ................ 47
2.3.2. Chế tạo ô nhớ có kích thƣớc nano mét bằng công nghệ quang khắc chùm
điện tử…………………. ................................................................................................... 49
2.3.3. Ăn mòn (Etching) ................................................................................................ 52
Kết luận chƣơng 2. ............................................................................................................ 54
CHƢƠNG 3. KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CÁC HỆ MÀNG MỎNG ................................ 55
3.1. Khảo sát tính chất của các màng mỏng sắt điện (BLT, PZT). ............................... 55
3.1.1. Tính chất của các màng mỏng BLT, PZT ủ tăng nhiệt chậm trên đế silic.......... 55
3.1.1.1. Cấu trúc tinh thể và hình thái học bề mặt của màng mỏng BLT, PZT ........ 56
3.1.1.2. Tính chất điện của hệ màng mỏng sắt điện BLT, PZT ................................ 61
3.1.2. Tính chất màng mỏng PZT trên đế Si/SiO2/Ti/Pt ủ nhiệt nhanh. ....................... 67
3.1.2.1. Cấu trúc tinh thể và hình thái học bề mặt của màng sắt điện PZTN. .......... 68
3.1.2.2. Tính chất điện của màng mỏng PZT ủ nhiệt nhanh. .................................... 69
3.2. Ảnh hƣởng của điện cực LNO lên tính chất của màng mỏng PZT........................ 73
3.2.1. Ảnh hƣởng của điện cực LNO lên tính chất điện của màng mỏng PZT. ............ 74

iv


3.2.1.1. Khảo sát tính chất của màng mỏng LNO trên đế Si/SiO2 ........................... 74
3.2.1.2. Ảnh hƣởng điện cực LNO lên tính chất của màng mỏng PZTN ................. 76
3.2.2. Ảnh hƣởng của điện cực Al/LNO lên tính chất của màng mỏng PZT ............... 78

ĐỀ XUẤT ........................................................................................................................ 117
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ........ 118
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 119

vi


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu,

Tiếng Anh

Tiếng Việt

chữ viết tắt
ε

Dielectric Constant

Hằng số điện môi

ε0

Vacuum Dielectric Constant

Hằng số điện môi chân
không

θ


(Bi3+xLa1-x)Ti3O12

Vật liệu BLT

BT

BaTiO3

Vật liệu BT

CC

Curie Constant

Hằng số Curie

Cox

Capacitance Per Area Unit

Điện dung trên một đơn vị
diện tích

Center Processing Unit

Bộ vi sử lí

CS

Sample Capacitance


CPU

DRAM

EDS (EDX) Energy Dispersive X-ray spectroscopy Phổ tán xạ năng lƣợng tia X
EEPROM

EFM
EPROM

Elictrically Erasable Programmable Bộ nhớ chỉ đọc ghi đƣợc,
Read Only Memory

xóa đƣợc bằng điện

Electrostatic Force Microscope

Kính hiển vi lực tĩnh điện

Erasable Programmable Read Only Bộ nhớ chỉ đọc ghi đƣợc,

vii


FeFET

Memory

xóa đƣợc


Dòng máng

InGaZnO4 + In2Ga2ZnO7

Vật liệu IGZO

ITO

In2-xSnxO3-2x

Vật liệu ITO

IZO

In2O3 + ZnO

Vật liệu IZO

LDS

Channel Length

Chiều dài kênh dẫn

LGO

Pb5Ge3O11

Vật liệu LGO


Metal - Ferroelectric – Insulator - Kim loại-sắt điện-cách điệnbán dẫn

Semiconductor
MFMIS

MFS
MOCVD

Metal - Ferroelectric - Metal - Kim loại - Sắt điện - Kim
Insulator - Semiconductor

loại - Cách điện - Bán dẫn

Metal - Ferroelectric - Semiconductor

Kim loại-sắt điện-bán dẫn

Metal

Organic

Chemical

Vapor Lắng đọng pha hơi hóa học
hợp chất kim loại hữu cơ

Deposition
MOSFET



MRAM
MS

Chemical

Vapor Lắng đọng hơi hóa học bằng

Deposition

Plasma

PLD

Pulse Laser Deposi

Lắng đọng xung laser

PLZT

(Pb,La)(Zr,Ti)O3

Vật liệu PLZT

PMN

Pb(Mg1/3Nb2/3)O3

Vật liệu PMN


Radio Frequency

Nguồn phún xạ xoay chiều

RIE

Reactive Ion Etching

Phản ứng ăn mòn

ROM

Read Only Memory

Bộ nhớ chỉ đọc

SBT

SrBi2Ta2O9

Vật liệu SBT

Single crystal

Đơn tinh thể STO

Scanning Electron Microscope

Hiển vi điện tử quét



Hiển vi điện tử truyền qua

TFT

Thin Film Transistor

Bộ nhớ sắt điện dạng màng

SRAM
SS
STN
TC

ix


mỏng
VC

Coercive Voltage

Cửa sổ nhớ

VD

Drain Voltage

Thế cực máng



Thế cực nguồn

WDS

Channel Width

Độ rộng kênh dẫn

XRD

X-Ray Diffraction

Nhiễu xạ tia X

YBa2Cu3O7-x

Vật liệu YBCO

YBCO

x


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Các thông số phún xạ chế tạo điện cực Pt ........................................................ 40
Bảng 3.1. Thành phần nguyên tố hóa học trong màng mỏng BLT và PZT ....................... 57
Bảng 3.2. Các giá trị độ phân cực bão hòa (PSat), phân cực dư (Pr), trường kháng
điện (EC) và dòng rò (Irò) của các mẫu ở thế áp 5V ......................................................... 67
Bảng 3.3. Phân cực dư, trường kháng điện, mật độ dòng rò của hệ mẫu PZTN. ............. 73

Hình 1.9. Sự méo mạng theo trục c kèm theo sự lệch khỏi tâm của các cation Zr/Ti
trong ô bát diện (Zr/Ti)O6 là nguyên nhân sự xuất hiện phân cực tự phát PS [81]. ......... 18
Hình 1.10. Hình minh họa đômen sắt điện, vách đômen và góc giữa các phân cực
sắt điện lân cận vùng vách đômen (a) 1800, (b) 900 [17]. ................................................ 20
Hình 1.11. Giản đồ năng lượng tự do của quá trình chuyển phân cực trong vật liệu
sắt điện với thế năng kép [125] ......................................................................................... 22
Hình 1.12. Giản đồ của một đường trễ sắt điện điển hình [119] ...................................... 23
Hình 1.13. Giản đồ pha theo nồng độ pha tạp Zr của hệ vật liệu PbZrxTi1-xO3[87] ........ 25
Hình 1.14. Điện trường khử EC, hệ số phân cực dư Pr, hằng số điện môi của màng
mỏng Si/SiO2/TiO2/Pt(111)/PZT(130 nm) phụ thuộc vào tỉ lệ pha tạp Zr [28] ................ 26
Hình 1.15. Hằng số mạng của màng mỏng PZT chế tạo trên đế
SrTiO3(001)/SrRuO3(001) phụ thuộc vào nồng độ pha tạp Zr [26].................................. 27
Hình 1.16. (a) Phân cực bão hòa PS, (b) Phân cực dư Pr, (c) Điện trường khử Ec và
(d) Hệ số điện môi ε là hàm của thành phần pha tạp Zr và định hướng (111), (110)
và (100) của màng PZT [82]. ............................................................................................ 28
Hình 1.17. Sự phụ thuộc của phân cực dư và trường kháng điện vào số lần điện hóa
ở điện trường 430 kV/cm [9] ............................................................................................. 29

xii


Hình 1.18. Sự phụ thuộc phân cực dư và trường kháng điện theo độ dày của màng
mỏng [77, 76] .................................................................................................................... 31
Hình 2.1. Quá trình quay phủ tiền chất trên bề mặt mẫu: (a) nhỏ dung dịch, (b)quay
đệm (c) quay phủ dung dịch để tạo màng (d) sấy loại bỏ dung môi. ................................ 36
Hình 2.2. (a) Thiết bị quay phủ và hot-plate, (b) bảng điện tử điều khiển trên thiết bị
quay phủ. ........................................................................................................................... 37
Hình 2.3. Sơ đồ của quy trình ủ tăng nhiệt chậm (a) và sơ đồ của quy trình ủ tăng
nhiệt nhanh (b)................................................................................................................... 38
Hình 2.4. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ phún xạ chân không............................... 39

Hình 3.8. Đặc trưng P-E của các mẫu (a) PZT500, (b) PZT550, (c) PZT600, (d)
PZT650, (e) PZT700 ở 1V  5V và (f) đặc trưng điện trễ của các mẫu ở 4 V .................. 63
Hình 3.9. Đặc trưng J(E) của hệ mẫu BLT và hệ mẫu PZT. ............................................. 64
Hình 3.10. Đặc trưng dòng rò của các mẫu BLT650, BLT675, BLT700 và BLT725. ...... 65
Hình 3.11. Đặc trưng J(t) của hệ PZT ủ tăng nhiệt chậm (a) PZT500, (b) PZT550,
(c) PZT600, (d) PZT650, (e)PZT700 ở thế áp 1 5 V và (f) đặc trưng dòng dò của
các mẫu ở thế áp 4 V. ........................................................................................................ 66
Hình 3.12. Phổ nhiễu xạ tia X của hệ màng PZTN. .......................................................... 68
Hình 3.13. Ảnh SEM của các mẫu (a) PZTN425, (b) PZTN450, (c) PZTN475, (d)
PZTN500, (e) PZTN550 và (f) mặt cắt của mẫu PZTN500. ............................................. 69
Hình 3.14. Đặc trưng P-E của các mẫu (a) PZTN425, (b) PZTN450, (c) PZTN475,
(d) PZTN500, (e) PZTN550 và (f) đặc trưng P(E) của các mẫu ở thế áp 4 V. ................. 70
Hình 3.15. Đặc trưng mật độ dòng rò phụ thuộc vào điện trường của mẫu PZTN. ......... 71
Hình 3.16. Đặc trưng J(t) của hệ mẫu PZTN, (a) PZTN425, (b) PZTN450, (c)
PZTN475, (d) PZTN500, (e) PZTN550 ở thế áp 0,8 4 V và (f) đặc trưng J(t) của
các mẫu ở thế áp 4 V ......................................................................................................... 72
Hình 3.17. Phổ phân tích thành phành phần nguyên tố EDS của màng mỏng LNO. ....... 74
Hình 3.18. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu L550, L600, L650 và L700. ................... 75
Hình 3.19. Ảnh SEM của mẫu màng mỏng LaNiO3. ......................................................... 76
Hình 3.20. Đồ thị P-E của màng mỏng PZTN500 được chế tạo trên điện cực (a)
LNO550, (b) LNO600, (c) LNO650 và (d) LNO700 ......................................................... 77
Hình 3.21. Đồ thị J-V của màng mỏng PZTN500 trên đế LaNiO3 ủ ở 600 oC.................. 78
Hình 3.22. Giản đồ nhiễu xạ tia X của màng mỏng LNO chế tạo trên đế nhôm được
ủ ở các nhiệt độ 500, 550, 600 và 650 oC.......................................................................... 80
Hình 3.23. Ảnh SEM của mẫu màng mỏng LaNiO3 .......................................................... 81

xiv


Hình 3.24. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các màng mỏng PZTN500/LNO/Al ủ ở các

Hình 4.4. Đặc trưng ID-VD của ô nhớ sắt điện chế tạo trên các đế silic, thủy tinh, scSTO, pc-STO. ................................................................................................................... 102
xv


Hình 4.5. Đặc trưng lưu trữ/đặc trưng duy trì của ô nhớ sắt điện chế tạo trên đế
silic, thủy tinh, sc-STO, pc-STO ...................................................................................... 105
Hình 4.6. Cấu trúc 3D các lớp trong ô nhớ sắt điện có kênh dẫn nhỏ hơn 100 nm ....... 108
Hình 4.7. Ảnh hiển vi quang học của ô nhớ FGT có kênh dẫn nhỏ hơn 100 nm ............ 111
Hình 4.8. Ảnh SEM của chiều rộng kênh dẫn FGT nhỏ hơn 100 nm .............................. 111
Hình 4.9. Ảnh AFM 3D của FGT 100-nm trên đế SiO2/Si .............................................. 112
Hình 4.10. Đặc trưng ID-VG của các ô nhớ FGT có độ rông kênh dẫn 100, 50 và 30
nm .................................................................................................................................... 112
Hình 4.11. Đặc trưng lối ra của các ô nhớ FGT có độ rộng kênh dẫn (a) 100 nm,
(b) 50 nm và (c) 30 nm .................................................................................................... 113

xvi


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài luận án
Trong các thiết bị điện tử, một chi tiết không thể thiếu chính là các bộ nhớ.
Có nhiều dòng bộ nhớ có cấu tạo, nguyên tắc hoạt động, chức năng và tốc độ rất
khác nhau. Tuy nhiên có thể chia làm hai loại chính là bộ nhớ tự xóa (điển hình là
SRAM, DRAM) và bộ nhớ không tự xóa.
Các dòng bộ nhớ SRAM và DRAM có ƣu điểm là tốc độ rất nhanh, tuy
nhiên, nó cũng có nhƣợc điểm rất lớn đó là dữ liệu chỉ đƣợc lƣu trữ khi có nguồn
điện. Chính vì hạn chế này, trong các máy tính, bộ nhớ SRAM và DRAM chỉ đƣợc
sử dụng làm các bộ nhớ tạm thời, các dữ liệu muốn đƣợc lƣu trữ đều phải lƣu vào ổ
cứng (bộ nhớ không tự xóa).
Các dòng bộ nhớ không tự xóa (nhƣ ROM, PROM, EPROM, EEFROM…)

tính chất thời sự trên thế giới.
Một bộ nhớ sắt điện thƣờng gồm 4 lớp màng mỏng là: màng mỏng làm điện
cực trên, màng mỏng làm kênh dẫn, màng mỏng sắt điện và màng mỏng làm điện
cực dƣới. Cả bốn lớp này đều đƣợc chế tạo trên một số loại đế nhƣ đế silicon, scSTO, pc-STO và đế thủy tinh. Các vật liệu sắt điện phổ biến phải kể đến là BLT,
SBT và PZT, chúng có tính chất sắt điện nổi trội hơn so với các vật liệu sắt điện
khác nhƣ phân cực dƣ lớn, trƣờng kháng điện nhỏ [118, 42]. Vật liệu PZT thể hiện
tính chất sắt điện mạnh hơn hẳn các vật liệu BLT và SBT nhƣng dòng rò lớn hơn và
độ già hóa nhanh hơn [91, 98, 78]. Tính chất của các màng mỏng sắt điện phụ thuộc
mạnh vào nhiều yếu tố nhƣ nhiệt độ ủ, thành phần pha [117, 48, 120, 28, 26, 82, 4,
93], kích thƣớc hạt [66, 122, 99, 121], chiều dày của màng [110, 45, 25, 80, 77] …
Tính chất sắt điện của các màng mỏng sắt điện phụ thuộc mạnh yếu tố bên ngoài
nhƣ định hƣớng ƣu tiên của tinh thể [108, 21, 123], lớp tiếp xúc giữa màng mỏng
sắt điện và màng mỏng làm điện cực [86], lớp tiếp xúc giữa màng mỏng sắt điện và
màng mỏng làm kênh dẫn [31, 11, 50], định hƣớng tinh thể của các vật liệu làm đế
[71, 70]. Do đó, việc khảo sát ảnh hƣởng của các màng mỏng làm điện cực, màng
mỏng làm kênh dẫn và các loại đế đến tính chất sắt điện của màng mỏng sắt điện là
cần thiết để lựa chọn một cấu trúc tối ƣu cho hệ vật liệu ứng dụng trong bộ nhớ sắt
điện. Trong các vật liệu làm điện cực, chúng tôi chú ý đến hai loại là điện cực Pt và
điện cực LNO.

2


Các màng mỏng (sắt điện, kênh dẫn, điện cực) thƣờng đƣợc chế tạo theo hai
phƣơng pháp là phƣơng pháp vật lý và phƣơng pháp hóa học. Các phƣơng pháp vật
lý bao gồm phƣơng pháp phún xạ chân không [90], phƣơng pháp bốc bay xung
laser (PLD) [24, 113] và phƣơng pháp lắng đọng chùm phân tử epitaxy (MBE) [30].
Các phƣơng pháp hóa học nhƣ: phƣơng pháp lắng đọng pha hơi hợp chất kim loại hữu cơ (MOCVD) [83], phƣơng pháp lắng đọng hơi hóa học bằng plasma (PECVD)
[53] và phƣơng pháp dung dịch (solution process) [72, 109]. Trong các phƣơng
pháp này thì phƣơng pháp quay phủ dung dịch là phƣơng pháp cho chất lƣợng màng

Chế tạo các màng mỏng (sắt điện, kênh dẫn, điện cực) bằng phƣơng pháp
dung dịch với chất lƣợng màng tốt, không nứt gãy, độ lặp lại cao mở ra hƣớng chế
tạo, nghiên cứu tính chất của các màng mỏng khác bằng phƣơng pháp dung dịch.
Khảo sát một cách có hệ thống sự ảnh hƣởng của nhiệt độ ủ, chiều dày của
các màng mỏng điện cực, màng mỏng kênh dẫn, và một số loại đế lên các tính chất
sắt điện, nhằm mục đích cải thiện chất lƣợng của màng mỏng sắt điện.
Thiết kế, chế tạo và khảo sát hoạt động của các bộ nhớ sắt điện FGT. Đặc
biệt, bằng công nghệ khắc chùm điện tử (EB lithography) với sự hỗ trợ của kỹ thuật
ăn mòn khô, chúng tôi đã chế tạo bộ nhớ FGT có chiều rộng kênh dẫn cỡ vài chục
nano mét. Điều này có ý nghĩa lớn trong việc giảm kích thƣớc, tăng mật độ nhớ của
các bộ nhớ.
4. Bố cục của luận án
Luận án đƣợc trình bày trong 4 chƣơng, 131 trang bao gồm 82 hình vẽ và đồ
thị, 12 bảng số liệu.

4


CHƢƠNG 1. VẬT LIỆU TRONG BỘ NHỚ SẮT ĐIỆN
1.1. Bộ nhớ sắt điện
1.1.1. Tình hình nghiên cứu bộ nhớ sắt điện ở trong và ngoài nƣớc
Bộ nhớ sắt điện (Ferroelectric-gate thin-film transistor memory - FGT) có
cổng điện môi sử dụng vật liệu sắt điện hữu cơ đã đƣợc khảo sát rộng rãi do ƣu
điểm chính là dựa trên quy trình nhiệt độ thấp. Tuy nhiên, những bộ nhớ sắt điện sử
dụng vật liệu hữu cơ thƣờng yêu cầu thế hoạt động cao (> 10V). Ngoài ra, tính chất
nhớ của nó rất dễ thay đổi và dễ bị ảnh hƣởng trong quá trình chế tạo và xử lý nhiệt.
Khó khăn này làm hạn chế việc sử dụng các vật liệu hữu cơ cho các ứng dụng trong
các linh kiện và thiết bị điện tử [49, 114]. Mặc dù đã có rất nhiều nghiên cứu trên bộ
nhớ FGT sử dụng vật liệu hữu cơ, nhƣng sẽ rất khó để đƣa loại bộ nhớ này vào ứng
dụng thực tiễn vì những lý do nhƣ trên.

Để ghi dữ liệu, một điện thế dƣơng đƣợc đặt vào cực cổng (VG > 0), lớp sắt
điện sẽ đƣợc phân cực sao cho phù hợp với điện thế áp vào cực cổng (Hình 1.1(a)).
Trạng thái này đƣợc kí hiệu là “1”. Trong trƣờng hợp ngƣợc lại, nếu ta áp vào cực
cổng một xung điện âm thì lớp sắt điện sẽ đƣợc phân cực theo chiều ngƣợc lại, nó
tƣơng ứng với trạng thái “0” nhƣ Hình 1.1(b).
Để đọc dữ liệu, đặt vào giữa cực nguồn và cực máng một hiệu điện thế. Nếu
ô nhớ ở trạng thái “1” thì sẽ có dòng đi từ cực nguồn sang cực máng qua lớp kênh
dẫn. Nếu ở trạng thái “0” sẽ không có dòng chạy từ cực nguồn sang cực máng.

Hình 1.1. Bộ nhớ FeFET với (a) cấu trúc MFS và (b) nguyên lý hoạt động
của nó.

6


1.1.2.2. Triển vọng ứng dụng của bộ nhớ FeFET
Do có đặc tính không tự xóa và tốc độ truy xuất dữ liệu cao cho nên bộ nhớ
FeFET có thể thay thế cho các SRAM và DRAM trong các máy tính hiện nay. Các
bộ nhớ FeFET có cấu trúc là một transistor cho nên nó có mật độ nhớ cao và giá
thành rẻ. Một điểm nổi trội khác của FeFET so với các bộ nhớ không tự xóa khác là
việc đọc của bộ nhớ FeFET không phá hủy dữ liệu (không phải ghi lại khi đọc dữ
liệu) làm cho tốc độ của bộ nhớ FeFET nhanh hơn và tuổi thọ cao hơn. Hiện nay,
các bộ nhớ FeFET đã và đang đƣợc ứng dụng trong việc tích hợp trong các loại thẻ
thông minh hay trong các thẻ nhận dạng bằng tần số vô tuyến điện ứng dụng trong
việc kiểm soát dữ liệu về giao thông. Trong các hệ máy tính, thay vì phải sử dụng cả
bộ nhớ ổn định và bộ nhớ không ổn định, việc nghiên cứu và phát triển dòng bộ nhớ
FeFET sẽ hứa hẹn việc chỉ cần dùng duy nhất một dòng bộ nhớ với tốc độ cao, ổn
định, dung lƣợng và mật độ lƣu trữ cao, giá thành rẻ.
1.1.2.3. Một số vấn đề hạn chế của bộ nhớ sắt điện FeFET
Một số hạn chế cần đƣợc khắc phục trong các bộ nhớ sắt điện FeFET là: