宇芯电子 · 2020年12月24日

​FRAM技术简介

成熟的半导体存储技术分为两类:

  1. RAM是随机存取存储器,具有对称的读写访问时间。

2.非易失性存储器,传统上一直是ROM(只读存储器),直到浮栅技术出现。浮栅技术产生了电可擦除存储器,例如闪存和EEPROM。这些产品允许进行系统内编程,但读写访问时间不同。实际上,写访问时间可能比读访问时间大几个数量级。

铁电随机存取存储器或FRAM是真正的非易失性RAM,因为它结合了RAM和非易失性存储器的优点。相对于闪存/ EEPROM的写入优势和非易失性使其非常适合在没有电源的情况下存储数据。

铁电性能

铁电特性是一类现象
锆钛酸铅(PZT)等材料。 PZT具有钙钛矿晶体结构,如图1所示。中心的阳离子具有两个相等且稳定的低能态。这些状态决定了阳离子的位置。如果沿正确方向施加电场,则阳离子将沿电场方向移动。

在晶体上施加电场会导致低能态或位置在电场方向上对齐,反之则使高能态在相反的位置上对齐。因此,施加的电场将导致阳离子从高能态转移到低能态。这种跃迁以电荷的形式产生能量,通常称为开关电荷(Qs)。因此,在晶体上施加交变电场将导致阳离子从晶体的顶部移动到晶体的底部并再次移动。每次转换都会产生电荷Qs。

FRAM.jpg

图1.铁电PZT钙钛矿晶体

常见的误解是铁电晶体是铁磁性的或具有类似的性质。术语“铁电”是指电荷曲线随电压的变化与铁磁材料的磁滞回线(BH曲线)的相似性,如图2所示。 图2.铁电材料在电场中切换,不受磁场影响。

FRAM1.jpg

图2.铁电磁滞回线

铁电材料具有两个状态,顶部的阳离子称为“上极化”,而底部的阳离子称为“下极化”,如图3所示。 在可行的检测方案下,可以产生二进制存储器。

FRAM2.jpg

图3.两个极化状态

推荐阅读
关注数
8
文章数
168
专注于代理国内外各大知名品牌的半导体元器件,致力于为客户提供具有竞争优势的产品,是一家专业提供存储方案解决商。主要产品线有静态随机存储器SRAM,非易发性存储器MRAM,伪静态存储器PSRAM等多种类型随机记忆体及微控制器MCU等半导体产品,产品主要应用于:工业控制,物联网,智能控制,消费类电子,仪表仪器等多方面。
目录
极术微信服务号
关注极术微信号
实时接收点赞提醒和评论通知
安谋科技学堂公众号
关注安谋科技学堂
实时获取安谋科技及 Arm 教学资源
安谋科技招聘公众号
关注安谋科技招聘
实时获取安谋科技中国职位信息