更新时间：2024-01-05 16:41
铁电场效应晶体管也就是铁电介质栅极场效应晶体管（MFSFET，Metal-Ferroelectric-Semiconductor FET）：这是在MOSFET的基础上，把栅极SiO2绝缘材料更换为高介电常数的铁电材料即得。
因为MOSFET的饱和电流与栅极绝缘体材料的介电常数eox有正比例关系：Id sat =（1/2）（W/L）（εeox / dox ）（VGS－VT）2。因此，增大栅极绝缘体材料的介电常数，即可增强晶体管的驱动能力，提高开关速度，并且还可以带来工艺上的其它好处。
在MOSFET中常用的栅极绝缘材料的介电常数值为：SiO2（3.8），Si3N4（6.4），Al2O3（＞7.5）。栅绝缘层是50~60nm SiO2 + Si3N4的MOS器件，称为MNOFET；栅绝缘层是50~60nm SiO2 + Al2O3的MOS器件，称为MAOFET。
提高栅绝缘层的介电常数，可以增大器件的电流，增强器件的驱动能力，使工作速度提高，得以实现超高速集成电路。同时，若采用高介电常数的栅绝缘膜，则也可以适当增加绝缘膜的厚度，以利于改善栅介质薄膜的均匀性。因此，采用高K材料来制作栅绝缘层，可以大大提高绝缘栅场效
应晶体管（MISFET）的性能。
用高K材料作为栅绝缘层的场效应晶体管即称为MFSFET。至于对高介电常数栅极绝缘材料的要求，主要是：介电常数高，并与Si和SiO2的黏附
性能好。能够很好满足这些要求的高介电常数材料（也称为高k材料），现在仍在探讨之中。一般，比较受到关注的高k材料，主要是10＜K＜100（如Ta2O5, TiO2, HfO2等）的和K＞100（如PbZr1-xTixO3 [PZT],（Ba, Sr）TiO3 [BST]等）的两类介质材料。其中ZrO2、HfO2、ZrSiO4、HfSiO4等与硅之间有较好的兼容性和热稳定性（特别是硅酸化合物, HfO2在掺入Al后[成为了HfAlO]可防止400C下结晶）, 但它们与Si接触的界面态密度较大
（需要增加过渡层）, 而且需要采用金属栅电极（因这些高K材料易与多晶硅反应生成SiO2膜），从效果来看仍然不如SiO2，因此仍未实用化。目前作为暂时应用的较高介电常数的材料是SiOxNy和Si3N4, 这些材料也可用作为高K材料与Si、或高K材料与栅电极之间的中间过渡层材料。最近有工作指出，LAO（铝酸镧）和LAON（镧铝氧氮）这两种高K材料的性能比较优越（热力学稳定, 不易产生B和P杂质的扩散等问题，微细加工容易），可以用来制作特征尺寸＜65nm的大规模集成电路。MFSFET的栅极结构，基本上是MFS（金属——高K材料——半导体）型式，但性能不够稳定；MFIS型式
比较好，其中的薄I层（SiO2等绝缘膜）能防止原子的扩散；MFMIS型式似乎更好，其中在I层与高K材料之间又增加了一层金属膜。现在MFSFET研制中需要解决的主要问题是减小栅极绝缘膜漏电，以延长信号的保存时间。
2019年11月，深圳先进院纳米调控研究中心等研发出新型柔性铁电场效应晶体管。氧化物功能材料研究团队基于白云母衬底和外延Pb（Zr0.1Ti0.9）O3/ZnO 异质结，研发出了全无机的柔性FeFET。这种FeFET不仅保持操作电压小（±6 V）、功耗低、开关比高、保持性好等无机铁电场效应晶体管的优点，也兼具柔性耐弯折的特点，在反复弯折和高温条件下仍能保持良好的FeFET电学性能。