铁电随机读写存储器(FeRAM)由于具有非挥发性、低功耗、高读写次数、高存取速度、高存储密度、抗辐射、与集成电路(IC)工艺兼容等突出优点，被公认为下一代最具潜力的存储器之一，在计算机、航空航天和国防等领域具有广阔的应用前景。铁电场效应晶体管(FeFET)作为FeRAM的一种，它除了具有FeRAM的优点以外，还具有结构简单、非破坏性读出、遵循集成电路比例缩小原则的优点，是一种近乎理想的存储器，代表着未来通用存储器的发展方向。但是该类器件的失效问题，尤其是保持性失效问题成为阻碍其发展的主要障碍。本文以FeFET的金属-铁电-绝缘层-半导体(MFIS)核心结构为主要研究对象，从实验和理论两个方面研究了其保持性失效问题。在实验方面，选择HfO2为绝缘层、SrBi2Ta2O9 (SBT)为铁电层，在3英寸的n-型(001)硅衬底上分别采用分子束外延、溶胶-凝胶法和溅射方法依次制备了HfO2薄膜、SBT薄膜和Pt电极层，形成了SBT基无铅MFIS结构。对所制备的MFIS结构进行了电学性能测试，包括C-V特性，I-V特性和保持性能等。并研究了不同绝缘层厚度对SBT基无铅MFIS结构的性能的影响。结果表明，当HfO2绝缘层的厚度从6 nm变化到10 nm的时候，该结构的存储窗口也随之略微增加；漏电流在外加电压4V的时候减少到大概10-10 A；绝缘层为6nm厚的SBT基无铅MFIS结构在经过超过8个小时的保持时间后，仍然能够清晰的分辨高低电容，显示出较好的保持性能。在理论计算方面，我们首先基于实验结果和漏电流这一保持性主要影响因素建立了一个简单的P-t保持性模型。通过该模型，可以对薄膜的保持性进行了分析。结果表明，在该模型参数中，参数β对保持性能的影响相对较大，在选择铁电薄膜材料时应作为主要参考依据。接下来我们在改进的Miller模型的基础上，利用一些半导体基本方程构建了MFIS结构方程组。结合前面建立的简单的P-t保持性模型，建立了一个MFIS结构的C-t保持性模型，并对模拟结果进行了简单的分析。这将有助于我们更好的研究铁电薄膜和器件的保持性能。