張欣：如果要做FeFET測試和表征的話，需要有哪些量測方法？

唐老師：FeFET器件很多不同的角度的測試，包括像轉(zhuǎn)移曲線Id-Vg、讀寫速度、耐久性和保持性的測試，以及還需要在陣列的讀寫功能和串擾問題等方面的一些測試。

轉(zhuǎn)移曲線（Id-Vg）測試是測量器件在不同柵極電壓下的電流-電壓特性，以評估其開關(guān)特性、閾值電壓和存儲能力。讀寫速度測試，用來評估FeFET在實際工作條件下的響應(yīng)速度。耐久性測試通過反復(fù)進行編程和擦寫操作，評估器件的長期穩(wěn)定性和可靠性。保持性測試測量器件在無偏壓條件下保持存儲狀態(tài)的能力。陣列讀寫和串擾測試，用于評估在集成的陣列中，器件之間的相互影響和串擾問題。

張欣：在FeFET的電學(xué)表征和測量方面，您有哪些經(jīng)驗和建議？

唐老師：我們需要精確測量FeFET在快速操作下的電流和電荷，這要求測試設(shè)備具備高速度和高精度。我們通常使用AWG、半導(dǎo)體參數(shù)分析儀和高帶寬示波器來進行這些測試。

主要涉及四類產(chǎn)品。第一類是任意波形發(fā)生器（AWG），用于產(chǎn)生各種測試信號，特別是高速脈沖，用于測量極化翻轉(zhuǎn)速度等動力學(xué)特性；第二類是半導(dǎo)體參數(shù)分析儀，如4200A-SCS，用于測量FeFET的基本電學(xué)特性，例如Ig-Vd，并搭載源測量單元（SMU）或脈沖測量單元（PMU）進行讀和寫操作，多用于可靠性和保持性的測試；另外，測量非常高速的信號還要用到高帶寬示波器，尤其是當需要表征鐵電材料的動態(tài)行為，如亞納秒級別的快速響應(yīng)時；除了這三項關(guān)鍵設(shè)備，在進行陣列測試中還需要使用到矩陣開關(guān)，以便能夠快速選擇并測試陣列中的單個器件，而不需要手動逐一連接。

總結(jié)來說，F(xiàn)eFET的測試和表征需要一系列精密的設(shè)備和細致的測試方法，以確保能夠全面評估其電學(xué)性能和可靠性。隨著技術(shù)的發(fā)展和陣列規(guī)模的增大，測試過程的自動化將變得越來越重要。

未來商業(yè)化仍充滿挑戰(zhàn)

張欣：那像鐵電FeFET目前還是在實驗室處于科研的階段。未來商業(yè)化量產(chǎn)可能會在什么樣的時間節(jié)點？

唐老師：預(yù)測FeFET的商業(yè)化時間表存在難度，因為前沿技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不確定性較高。比較近期最有可能實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的應(yīng)該是嵌入式非易失性存儲器（eNVM），盡管現(xiàn)階段市場相對較小，競爭也比較激烈，但長久來看仍可為高性能存儲和新型計算架構(gòu)提供有力的發(fā)展平臺。這類應(yīng)用比較有希望在5年內(nèi)實現(xiàn)。除此之外，在相對更加主流的存儲器市場，F(xiàn)eFET還比較有希望應(yīng)用于NAND型高密度存儲器。鐵電材料的引入可以在三維NAND Flash基礎(chǔ)上，實現(xiàn)存儲密度和讀寫速度的進一步提升。當然現(xiàn)階段NAND型的FeFET仍面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，包括縮小尺寸后的存儲窗口、耐久性、保持性、一致性等，以及陣列中的串擾問題。對于這一領(lǐng)域，可能需要5到10年的時間實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。