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FRAM原理
核心技术是:铁晶体管材料-铅、锆、钛 (PZI)
晶体具有两个极化方向:表示逻辑1/0,稳定性强
写的原理:在外加电场的情况下两个极化方向可相互转换
非易失性原理:电场消失后极化方向仍保持稳定
1T1C结构:可降低成本,类似DRAM的结构
铁电存储器技术原理
当一个电场被加到铁电晶体时,中心原子顺着电场的方向在晶体里移动。当原子移动时,它通过一个能量壁垒,从而引起电荷击穿。内部电路感应到电荷击穿并设置存储器。移去电场后,中心原子保持不动,存储器的状态也得以保存。铁电存储器不需要定时更新,掉电后数据能够继续保存,速度快而且不容易写坏。
铁电存储器技术和标准的CMOS制造工艺相兼容。铁电薄膜被放置于CMOS基层之上,并置于两电极之间,使用金属互连并钝化后完成铁电制造过程。
Ramtron的铁电存储器技术到现在已经相当的成熟。最初的铁电存储器采用两晶体管/两电容器(2T/2C)的结构,导致元件体积相对过大。最近随着铁电材料和制造工艺的发展,在铁电存储器的每一单元内都不再需要配置标准电容器。Ramtron新的单晶体管/单电容器结构可以像DRAM一样,使用单电容器为存储器阵列的每一列提供参考。与现有的2T/2C结构相比,它有效的把内存单元所需要的面积减少一半。新的设计极大的提高了铁电存储器的效率,降低了铁电存储器产品的生产成本。
Ramtron同样也通过转向更小的技术节点来提高铁电存储器各单元的成本效率。最近采用的0.13微米的制造工艺相对于前一代0.35/0.5微米的制造工艺,极大的降低了芯片的功耗,提高了单个晶元的利用率。
所有这些令人振奋发展使铁电存储器在人们日常生活的各个领域广为应用。从办公室复印机、高档服务器到汽车安全气囊和娱乐设施,铁电存储器不断改进性能在世界范围内得到广泛的应用。
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