大数据时代数据存储急剧增长,急需更高性能的存储器。在现有的新型非易失性存储器的横向对比中,铁电存储器（FeRAM）显示出低功耗、高写入速度等优点,但早期因为铁电材料与CMOS工艺不兼容、尺寸较大、破坏性读出等缺陷,基于铁电极化机理的存储器件（例如FeRAM）的研究陷入瓶颈。这种困境直到在掺杂HfO2材料中发现了良好的铁电性才得以有所突破,得益于HfO2材料良好的可微缩性以及与CMOS工艺兼容等优点,Hf基铁电存储器件的研究再次引起关注,而其中1T结构的FeFET以其非破坏性的读出方式成为较理想的存储器类型。为了给当前铁电材料制备和FeFET电路设计提供理论依据,需要一款能够准确模拟FeFET存储机制的紧凑模型,并用于读写电路设计研究。本文将基于HfO2铁电材料的极化P-E回滞曲线和Preisach理论,运用与电路仿真兼容的HSPICE软件对铁电层建模,并通过回滞型P-V曲线以及I-V、C-V曲线准确验证了铁电层模型的正确性;通过铁电层模型与MOSFET耦合获得FeFET模型;提出一种存储单元电路,仿真获得良好的读写性能。具体研究成果包括:与实验室制备的Hf0.5Zr0.5O2的P-V曲线进行校准,仿真模拟的饱和极化强度Ps为23.35μc/cm~2,剩余极化强度Pr为6.25μc/cm~2,矫顽电压Vc为0.85V,与实验数据对比其拟合误差在5%内,证明本文制作的铁电层模型具有实用性。其次使用HSPICE铁电层模型与BSIM4中的CMOS兼容型130nm N-MOSFET模型进行耦合得到FeFET模型,对FeFET模型进行性能仿真,结果显示:在对FeFET分别进行写“0”或写“1”操作后,两条I-V曲线展示出可供读取的记忆窗口（Memory Window,MW）,且仿真结果表明MW与铁电层介电常数εFE负相关而与编程后MOSFET栅极板存在的电荷ΔQFE正相关。最后将构建的FeFET模型导入电路仿真中,为了对FeFET存储单元阵列进行选址,本文使用了CMOS传输门作为选通单元,选用无负电压写入方案对存储单元进行编程后,通过FeFET开启电压与参考电压的对比可获取到FeFET内部存储的“0”/“1”信息,存储单元读写时间小于100ns。仿真结果显示我们的FeFET模型可以很好地在FeFET电路中实现其读写功能。