为了适应现代社会越来越多的数据需求,一种灵活快速的非易失性存储器必不可少。采用掺杂的氧化铪作为铁电介质材料的新型铁电存储器就是在这样的需求下被提出来的。新型铁电存储器的含义是采用新的铁电介质材料制造的铁电存储器,随着集成电路行业进入深亚微米时代,铁电存储器的铁电介质材料也需要更新来适应新工艺的要求。本文的创新点在于选择了掺杂的氧化铪作为铁电介质材料完成了铁电存储器的设计工作。首先,查阅了近年来实验室制备的掺杂氧化铪的工艺和性能,并且在400℃和550℃退火条件下制备了两组样品。分别测试了两组样品的电滞回线,发现550℃退火条件下得到的样品性能更好。为了研究两组样品的疲劳特性,分别对两组样品加上10 kHz的三角波信号,经过确定的时间后重新测量两组样品的剩余极化强度,发现结果也是在550℃退火条件下得到的样品性能更好。根据对铁电电容的电滞回线测试数据,拟合得到电滞回线的近似函数模型,并据此进一步建立了铁电电容的HSIM仿真模型。对2T2C型铁电存储单元在连接不同的位线电容读出时位线上的电压差做了理论推导和定量计算,从计算结果来看,2T2C型铁电存储单元匹配的位线电容在2 pF左右存在一个最优值,使得读取数据时位线上的电压差达到最大,大约为773 mV。根据这个结果,完成了存储器的存储阵列设计,并且继续完成了存储器的全部电路设计。对设计好的电路在25℃、-55℃、150℃下进行功能仿真,发现铁电存储器能够完成预想的读写功能。根据设计好的电路图进行铁电存储器的版图设计,在版图的设计中,采用共用铁电电容底电极作为板线的方式简化了存储阵列的设计。由于制造工艺的线性偏差会导致差分的位线所处的电路环境不同,容易导致读写错误,相邻行读写操作对位线的干扰也会导致工作不正常。通过对版图中相邻行错位交换差分位线的设计方法,最大限度的避免了两个原因引起的同一行差分位线的电路环境不同,避免数据出错。本文对铁电存储器的原理,铁电电容工艺、测试,铁电存储器的电路设计,和铁电存储器的版图工作设计做了介绍,主要创新点在于采用新型铁电材料。本文的工作和后续流片的测试为后续的铁电存储器芯片的设计和改进提供依据。