[发明专利]一种可擦除全铁电场效应晶体管及其操作方法

权利要求书

1.一种可擦除全铁电场效应晶体管的操作方法，所述场效应晶体管包括基底（10）、源电极（20）、漏电极（30）、栅电极（40）、铁电凸块（50）和衬底（60），所述源电极（20）和漏电极（30）通过铁电凸块（50）相隔离地设置于基底（10）上，栅电极（40）和源电极（20）、漏电极（30）隔离设置，所述栅电极（40）设置于铁电凸块（50）的上方，所述基底（10）由具有畴壁导电特性的铁电材料制成，

其特征在于，所述操作方法包括：

所述基底（10）与铁电凸块（50）的电畴极化方向均与栅电极（40）平面法线方向存在夹角不为0并且使所述电畴在源漏电极的连线方向上有分量；

对源漏电极施加沿着第二方向的并且大于其矫顽场的电压时，铁电凸块中的电畴反转，从而建立畴壁导电通道，场效应晶体管为常开状态；

在栅电极施加沿着第一方向的并且大于其矫顽场的电压时，使铁电凸块的部分电畴逆向反转，从而使源漏电极间畴壁导电通道部分截止，形成写入关态；

在栅电极施加沿着第二方向的并且大于其矫顽场的电压，使铁电凸块的部分电畴顺向反转，从而使源漏电极间畴壁导电通道打开，形成写入开态；

所述第二方向与第一方向相反。

2.根据权利要求1所述的可擦除全铁电场效应晶体管的操作方法，其特征在于，所述基底（10）与铁电凸块（50）的电畴初始极化方向均为第一方向，场效应晶体管为常关状态或擦除状态。

3.根据权利要求1所述的可擦除全铁电场效应晶体管的操作方法，其特征在于，所述铁电凸块（50）中的厚度大于等于1nm且小于等于500nm。

4.根据权利要求1所述的可擦除全铁电场效应晶体管的操作方法，其特征在于，所述栅电极（40）宽度小于铁电凸块（50）的宽度。

5.根据权利要求4所述的可擦除全铁电场效应晶体管的操作方法，其特征在于，所述栅电极（40）与铁电凸块（50）之间设有绝缘层（70）。

6.根据权利要求5所述的可擦除全铁电场效应晶体管的操作方法，其特征在于，所述绝缘层为SiO₂、HfO₂、La₂O₃、Al₂O₃、TiO₂和Si₃N₄中的任一种或多种。

7.根据权利要求5所述的可擦除全铁电场效应晶体管的操作方法，其特征在于，所述绝缘层的厚度大于0.5nm。

8.根据权利要求1所述的可擦除全铁电场效应晶体管的操作方法，其特征在于，改变铁源电极（20）、漏电极（30）、栅电极（40）和铁电凸块（50）的几何尺寸比例，实现场效应晶体管的开态和关态的挥发性或非挥发性保持。

9.根据权利要求1所述的可擦除全铁电场效应晶体管的操作方法，其特征在于，使源电极与漏电极之间存储器读信号的电压小于栅电极与源电极之间信息写入时反转电畴的矫顽场，用作非挥发存储器。