铁电存储器具有低功耗、高存取速度、高读写次数、高存储密度、抗辐射和非挥发性等优点,在计算机、航空航天和国防等领域具有很好的应用前景。铁电场效应晶体管作为铁电存储器的一种,除了上述优点之外,还具有单元结构简单、存储密度更高和符合超大规模集成电路的按比例缩小定律等更多优点,引起了研究者的广泛关注。但是,由于铁电场效应晶体管的保持性能较差,目前仍没有得到实用化。本论文针对铁电场效应晶体管的保持性能问题,以金属-铁电-绝缘层-半导体(MFIS)结构的铁电场效应晶体管为研究对象,从退极化场入手建立了相应的保持性能模型,并基于建立的模型研究了各相关电学参数和材料参数对保持性能的影响,同时简要分析了铁电-金属界面对保持性能的影响,以期能为保持性能的改善提供建设性指导。具体工作和结果概况如下:1.基于退极化场,结合金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)基本方程和铁电极化保持特性,建立了铁电场效应晶体管保持性能模型。该模型能够同时在短时间和长时间尺度描述铁电场效应晶体管的保持性能,为实验上对长时间尺度保持性能的预测提供了一种方法。同时,该模型也便于从理论上直接研究铁电场效应晶体管的保持性能。2.基于建立的保持性能模型,模拟和分析了铁电场效应晶体管各电学参数和材料参数对其保持性能的影响。结果表明:(1)保持偏压对保持性能影响较大,合适的保持偏压可以显著改善保持性能;(2)栅电极功函数、半导体衬底的类型和掺杂浓度、铁电薄膜的厚度和激活场对保持性能具有大的影响,通过栅电极功函数和衬底掺杂浓度的综合优化也可以实现较好的保持性能;(3)绝缘层的厚度和相对介电常、铁电薄膜的相对介电常数和初始极化对保持性能都没有明显的影响。3.基于建立的保持性能模型,简要分析了铁电-电极界面对铁电场效应晶体管保持性能的影响。结果表明:(1)铁电-电极界面作为死层考虑时,其影响与MFIS中绝缘层的影响是一致的;(2)铁电-电极界面作为具有阈值电导特性的绝缘层考虑时,存在的界面剩余注入电荷对开、关态的保持性能都有利,因而可能改善铁电场效应晶体管的保持性能;(3)铁电-电极接触势对保持性能的影响与保持偏压的影响是一致的,其具体影响由接触势的极性和大小决定。