?FRAM技術(shù)簡介
來源:宇芯有限公司 日期:2020-12-23 10:14:28
成熟的半導(dǎo)體存儲技術(shù)分為兩類:
1. RAM是隨機(jī)存取存儲器,具有對稱的讀寫訪問時(shí)間。
2.非易失性存儲器,傳統(tǒng)上一直是ROM(只讀存儲器),直到浮柵技術(shù)出現(xiàn)。浮柵技術(shù)產(chǎn)生了電可擦除存儲器,例如閃存和EEPROM。這些產(chǎn)品允許進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)編程,但讀寫訪問時(shí)間不同。實(shí)際上,寫訪問時(shí)間可能比讀訪問時(shí)間大幾個(gè)數(shù)量級。
鐵電隨機(jī)存取存儲器或
FRAM是真正的非易失性RAM,因?yàn)樗Y(jié)合了RAM和非易失性存儲器的優(yōu)點(diǎn)。相對于閃存/ EEPROM的寫入優(yōu)勢和非易失性使其非常適合在沒有電源的情況下存儲數(shù)據(jù)。
鐵電性能
鐵電特性是一類現(xiàn)象
鋯鈦酸鉛(PZT)等材料。 PZT具有鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu),如圖1所示。中心的陽離子具有兩個(gè)相等且穩(wěn)定的低能態(tài)。這些狀態(tài)決定了陽離子的位置。如果沿正確方向施加電場,則陽離子將沿電場方向移動(dòng)。
在晶體上施加電場會導(dǎo)致低能態(tài)或位置在電場方向上對齊,反之則使高能態(tài)在相反的位置上對齊。因此,施加的電場將導(dǎo)致陽離子從高能態(tài)轉(zhuǎn)移到低能態(tài)。這種躍遷以電荷的形式產(chǎn)生能量,通常稱為開關(guān)電荷(Qs)。因此,在晶體上施加交變電場將導(dǎo)致陽離子從晶體的頂部移動(dòng)到晶體的底部并再次移動(dòng)。每次轉(zhuǎn)換都會產(chǎn)生電荷Qs。
圖1.鐵電PZT鈣鈦礦晶體
常見的誤解是鐵電晶體是鐵磁性的或具有類似的性質(zhì)。術(shù)語“鐵電”是指電荷曲線隨電壓的變化與鐵磁材料的磁滯回線(BH曲線)的相似性,如圖2所示。 圖2.鐵電材料在電場中切換,不受磁場影響。
圖2.鐵電磁滯回線
鐵電材料具有兩個(gè)狀態(tài),頂部的陽離子稱為“上極化”,而底部的陽離子稱為“下極化”,如圖3所示。 在可行的檢測方案下,可以產(chǎn)生二進(jìn)制存儲器。
圖3.兩個(gè)極化狀態(tài)
關(guān)鍵詞:FRAM
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