基于HfO₂的鐵電存儲器（FeRAM）由于其高速、良好的可微縮性和CMOS工藝兼容性備受關(guān)注。但FeRAM的特性對溫度極其敏感，性能受溫度影響很大。如何減輕溫度對FRAM陣列性能的影響，使其能在高溫下實現(xiàn)高可靠性操作需要更加深入研究。 

　　針對這一問題，微電子所劉明院士團隊提出了一種考慮溫度效應(yīng)的鐵電陣列操作方法，并在128kb 1T1C FeRAM陣列上進行了驗證，證明了在該方法操作下鐵電陣列可實現(xiàn)高溫下的高可靠性操作。該研究發(fā)現(xiàn)在鐵電陣列操作中，傳統(tǒng)的陣列操作方法在高溫下會造成誤讀。研究人員通過材料表征和電學(xué)測量等手段，系統(tǒng)研究了剩余極化在高溫下降低的機理。研究發(fā)現(xiàn)，電子去俘獲引起的內(nèi)建電場的增加是導(dǎo)致剩余極化值降低的主要原因。根據(jù)該機理，研究人員建立了考慮溫度效應(yīng)的動態(tài)蒙特卡洛模型，并通過仿真給出了減輕溫度影響的操作電壓。 

　　該研究成果以題為“First Demonstration of a Design Methodology for Highly Reliable Operation at High Temperature on 128kb 1T1C FeRAM Chip”入選2023 VLSI。微電子所龔天成副研究員為第一作者，微電子所楊建國副研究員、汪令飛研究員和羅慶研究員為通訊作者。 

1T1C鐵電陣列中 (a) 傳統(tǒng)操作電壓選擇方案以及 (f) 考慮溫度效應(yīng)的操作電壓設(shè)計方法。(b-e) 傳統(tǒng)操作電壓選擇方案將會導(dǎo)致高溫下的誤讀等問題