ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าแบบเฟอร์โรอิเล็กทริก ( Fe FET ) เป็น ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วย วัสดุ เฟอร์โรอิเล็กทริกคั่นอยู่ระหว่างขั้วเกตและบริเวณนำไฟฟ้าแหล่งจ่าย-ระบายของอุปกรณ์ ( ช่องสัญญาณ ) การโพลาไรซ์สนามไฟฟ้าอย่างถาวรในวัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริกทำให้ทรานซิสเตอร์ชนิดนี้คงสถานะ (เปิดหรือปิด) ไว้ได้แม้ไม่มีแรงดันไฟฟ้าใดๆ มากระทำ

อุปกรณ์ที่ใช้ FeFET นั้นถูกนำมาใช้ในหน่วยความจำ FeFET ซึ่งเป็น หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนชนิดทรานซิสเตอร์เดี่ยว

ในปี พ.ศ. 2498 Ian Munro Rossได้ยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับ FeFET หรือ MFSFET โครงสร้างของมันคล้ายกับ MOSFET แบบช่องผกผันสมัยใหม่ แต่ใช้วัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริกเป็นไดอิเล็กทริก/ฉนวนแทนออกไซด์^{[ 1 ]} Moll และ Tarui ได้เสนอการใช้เฟอร์โรอิเล็กทริก ( ไตรกลีซีนซัลเฟต ) ในหน่วยความจำแบบโซลิดสเตทในปี พ.ศ. 2506 โดยใช้ ทรานซิสเตอร์แบบฟิล์มบาง^{[ 2 ]}มีการวิจัยเพิ่มเติมในช่วงทศวรรษ พ.ศ. 2503 แต่คุณลักษณะการเก็บรักษาข้อมูลของอุปกรณ์ที่ใช้ฟิล์มบางนั้นไม่เป็นที่น่าพอใจ^{[ 3 ]} อุปกรณ์ ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้าในยุคแรกใช้ เฟอร์โรอิเล็กท ริกบิสมัทไททาเนต (Bi ₄ Ti ₃ O ₁₂ ) หรือ Pb _1−x Ln _x TiO ₃ ( PLT ) และเซอร์โคเนต/ไททาเนตผสมที่เกี่ยวข้อง ( PLZT ) ^{[ 3 ]}ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 ได้มีการพัฒนา RAM แบบเฟอร์โรอิเล็กทริกโดยใช้ฟิล์มบางเฟอร์โรอิเล็กทริกเป็นตัวเก็บประจุ เชื่อมต่อกับ FET ที่ใช้ในการกำหนดแอดเดรส^{[ 3 ]}

อุปกรณ์หน่วยความจำที่ใช้ FeFET จะถูกอ่านโดยใช้แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าแรงดันบังคับสำหรับเฟอร์โรอิเล็กทริก^{[ 4 ]}

ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการสร้างอุปกรณ์หน่วยความจำ FeFET ที่ใช้งานได้จริง ได้แก่ (ณ ปี 2549): การเลือกชั้นที่มีค่าสภาพยอมทางไฟฟ้าสูงและฉนวนสูงระหว่างเฟอร์โรอิเล็กทริกและเกต ปัญหาเกี่ยวกับการโพลาไรเซชันตกค้างสูงของเฟอร์โรอิเล็กทริก เวลาการเก็บรักษาที่จำกัด (ประมาณสองสามวัน เทียบกับ 10 ปีตามที่ต้องการ) ^{[ 5 ]}

หากชั้นเฟอร์โรอิเล็กทริกสามารถปรับขนาดได้ตามต้องการ อุปกรณ์หน่วยความจำแบบ FeFET คาดว่าจะสามารถปรับขนาด (หดลง) ได้เช่นเดียวกับอุปกรณ์ MOSFET อย่างไรก็ตามอาจมี ข้อจำกัดที่ประมาณ 20 นาโนเมตรในแนวราบ ^{[ 6 ]} ( ขีดจำกัดซูเปอร์พาราอิเล็กทริกหรือที่เรียกว่าขีดจำกัดเฟอร์โรอิเล็กทริก) ความท้าทายอื่นๆ ที่ทำให้การหดตัวของคุณสมบัตินี้เกิดขึ้นได้ ได้แก่ ความหนาของฟิล์มที่ลดลงทำให้เกิดผลกระทบจากการโพลาไรเซชันเพิ่มเติม (ที่ไม่พึงประสงค์) การฉีดประจุ และกระแสรั่วไหล^{[ 5 ]}

ในปี 2017 มีรายงานว่า หน่วยความจำแบบไม่ระเหย ที่ใช้ FeFET ได้รับการสร้างขึ้นที่โหนด22 นาโนเมตร โดยใช้ FDSOI CMOS ( ซิลิคอนที่ถูกทำให้พร่องอย่างสมบูรณ์บนฉนวน ) โดยใช้แฮฟเนียมไดออกไซด์ (HfO2 ₎ เป็น เฟอร์โรอิเล็กทริก โดยขนาดเซลล์ FeFET ที่เล็กที่สุดที่รายงานคือ 0.025 μm2 ^{อุปกรณ์}เหล่านี้ถูกสร้างขึ้นเป็นอาร์เรย์ 32 เมกะบิต โดยใช้พัลส์ตั้งค่า/รีเซ็ตที่มีความยาวประมาณ 10 นาโนวินาทีที่ 4.2 โวลต์ อุปกรณ์เหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความทนทาน 10⁵ ^รอบและการเก็บรักษาข้อมูลได้ถึง 300 องศาเซลเซียส^{[ 7 ]}

ณ ปี 2017 บริษัทสตาร์ทอัพ Ferroelectric Memory Company กำลังพยายามพัฒนาหน่วยความจำ FeFET ให้เป็นอุปกรณ์เชิงพาณิชย์โดยใช้ฮาฟเนียมไดออกไซด์ เทคโนโลยีของบริษัทนี้อ้างว่าสามารถปรับขนาดให้เข้ากับ ขนาด โหนดกระบวนการ สมัยใหม่ และสามารถบูรณาการเข้ากับกระบวนการผลิตในปัจจุบัน เช่นHKMGและสามารถบูรณาการเข้ากับกระบวนการ CMOS แบบดั้งเดิมได้อย่างง่ายดาย โดยต้องการเพียงหน้ากากเพิ่มเติมอีกสองอัน^{[ 8 ]}

• หน่วยความจำเฟอร์โรอิเล็กทริก (Ferroelectric RAM)คือหน่วยความจำที่ใช้วัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริกในตัวเก็บประจุของโครงสร้างหน่วยความจำ DRAM แบบดั้งเดิม

• Ishiwara, Hiroshi (2012), "FeFET และหน่วยความจำเข้าถึงแบบสุ่มเฟอร์โรอิเล็กทริก", โครงสร้างเฮเทโรออกไซด์อเนกประสงค์ , หน้า  340–363 , doi : 10.1093/acprof:oso/9780199584123.003.0012 , ISBN 978-0-19-958412-3