Ferroelektrik malzemeleri, kontrad maddenin fiziğinde eşsiz bir pozisyon tutar ve modern olmayan hafıza cihazlarının tasarımında vazgeçilmez hale gelir.Tahvere göre, bu malzemeler, güç tarafından dışlanmış iki veya daha istikrarlı bir şekilde geçiş yapılabilir. Bu ikili geçişli haritalar doğrudan mantıksal erişim noktalarına (0) ve “1” dijital depolama için gerekli olan ve değişken hafızadaki hızları birleştirmektedir (örneğin, DRAM, SRAM), kutuplaşma durumu, güç devre dışı bırakılırken devam eder.

Ferroelektrikity'nin temelleri

Kristal Yapı ve Spontaneous Polarizasyon

Ferroelektrik, kalıcı bir elektrik dipolasyon oluşturan yapısal bir geçişle ortaya çıkıyor. Prototipik perovskite:0)) zirkontun (PZT)[Dönetici)[PZT)[Dönetici)[PDüzüksel olmayan bir yüzeysel değişkenlik alanı[değiştir | kaynağı değiştir]

Diğer tanınmış ferroelektrik malzemeleri, [[Dönetici:0)baryum titanate (Batçe)[Dönetici:2))[Dönetici:Dönemli filmler)[Dönemli)[Dönemli filmler)[Döneticiler)[Dönersiz) ve daha yakın zamanda yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan ve daha yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bulunanlar ile birlikte yapılır.

Hysteresis Loop ve Memory Implications

Bir ferroelektrik materyalinin elektrik imzası kutupizasyon-versus-elektrik alanı (P-E) histerik döngüdür. Bir sinüssel veya triangular elektrik alanı uygulanırken, kutuplaşma lineer bir yolu takip etmez; bunun yerine, alanın kutuplaşma sırasındaki enerjiyi ayrıştırdığı bir döngüyü izler.

Histeriyel döngüden çıkarılan anahtar parametreler şunlardır:

  • [FONT:0]Remanent polarizasyon (P)[[Dönetici:2)[Dönetici:0)[0) ve “1” devletler arasındaki mevcut şarj farkı belirler.
  • [FONT:0]Coercive alanı (E[D][D][/FONT)[D][/FONT][/FONT][/FONT=)[FONT=0)[[0]))))))))) Düşük gerilim işlemine ihtiyaç duyan (D)[D)[D[D)) düşük gerilim işlemine izin verir.
  • [FONT=0)Saturation kutupizasyon (P)sat[[D:2)[Dönetici:0)[Dönetici:0)[Dönemli bir alan altında, genellikle tam geçiş kabiliyetine göre kullanılabilir.
  • [FONT=0]Çalışın (Dönetici) 0,0.

Memory Device Performansı için Anahtar Elektrik Özellikleri

Polarizasyon Hızlandırması

Kabarlı anılarda kutuplaşmanın doğrudan yaz zamanını belirleyebilir. Klasik nükleasyon modelleri kutuplaşmanın tersine dönüştüğünü gösteriyor[Döneticileri değiştir][Dönder) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ / E.[D) Bu nedenle, nano-saniye geçiş zamanlarına ulaşmak için, Merz yasası ile açıklanan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlüktedir.

Dielektrik İzni ve Capacitance

Ferroelektrik malzemeleri büyük bir dielektrik iznini ( ⁇ ) Curie sıcaklığının yakınında, ancak oda sıcaklığında bile izin verme kapasitesinin çoğu zaman binlercedir. Yüksek izin verme özelliği, bir ferroelektrik kapasitörin bir kalınlık için birim başına büyük bir yük depolayabilmesi gerektiği anlamına gelir - yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan bir alan için kullanılabilir.

Leakage Current veing Properties Propertiesing Properties

Anahtarlamalı bir görüntünün (Dönetici) veya altmışların (TFLT) üzerindeki yüksek çözünürlükte (T)[T) ile ilgili olarak, [Döneticileri ve/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya/veya)))))))))))))))

Pyroelektrik ve Piezoelektrik Etkileri

Geleneksel FeRAM'da veri depolama için doğrudan kullanılmamış olsa da, [[Dönetici:0) piroelektrik) ve [[Dönetici ortamlarda endişe uyandıran piroelektrik) sistemi-küresel etkiler için kutuplaşmanın özelliklerini değiştirmek, örneğin, sıcaklık değişiklikleri, yüksek oranda hızlarda bulunan piroelektrik akımlarını rahatsız edebilir.

FeRAM Mimarisi ve Operasyon

1T1C ve 1T Hücre Yapıları-

En yaygın kullanılan FeRAM hücresi bir transistör ve bir ferroelektrik kapasitör (1T-1C), kapasitörin ferroelektrik olduğu dışında bir DRAM hücresine benzemektedir. Okuma yıkıcıdır: biraz-line, bu satır tipi otomatik olarak geri dönüşe doğru döner.

Endurance ve Bisiklet

[Dönetici olmayan bellek için en zorlu elektrik gereksinimlerinden biri dayanıklılık yazmaktır.][Dönetici:0)))))))))))))))Dörtücük bisikletten sonra, 10 °T'ye kadar olan yüksek çözünürlükte 10 yüksek çözünürlükte (örneğin, yüksek çözünürlükte) veya yüksek çözünürlükte 10/B)

Elektrik Zorlukları ve Degradasyon Mechanisms

Şükrü

Fatigue, her iki durumda da geri dönüşümlü polarizasyon ve anahtarlama akımının azalması olarak ortaya çıkıyor. Mikroskobuluşsal olarak tekrarlanan kutuplaşma geçişleri yapısal kusurları oluşturur - çoğu zaman oksijen vazoları - bu, alan duvarlarında bir araya gelir ve onları hareket ettirir. pinnedilen duvarlar, dönüşümlü malzemenin hacmini azaltır. Elektrik karakterizasyonu:0)P-Etoksit tabakası ölçümü (Dönemli)[Düzücük)[TDüzücük)[TDüzücükler (Dönetici)

Retention Kayıp

Retention kaybı, kutuplaşmanın sıfır önyargılı bir şekilde bozulmasıdır, çünkü depolanmış kutuplaşma tamamen istikrarlı bir termodinamik devlet değildir; bir alan geri dönüşecek, özellikle de iç mekanları ölçümlemek için, standart tutma testi bir duruma göre kapasitör programlamayı içerir, bir ısıya dayanan (örneğin, 85 °C veya 125 °C) genişletilmiş bir süre boyunca [s.QF) yüksek kaliteli filmler geri dönüşecektir.

(Kısma)

Bu durumda, bir kutuplaşma devletinin zamanla daha enerjik bir şekilde olumlu hale geldiği bir fenomendir, bu da, alanı eksen boyunca değiştirmek için histerilerin döngüyü neden olabilir.Yazdıktan sonra, malzeme bu durumu tercih etmeye eğilimlidir ve yüksek sıcaklıklarla ilgili olarak koercive alanı azaltırken, diğer devlet koercive alanı da azalır.

Kalınlık Scaling ve Boyut Etkileri

Modern hafıza teknolojileri, ameliyat gerilim ve hücre boyutunu azaltmak için sonsuza dek film gerektirir. ancak, ferroelektrik filmleri yaklaşık 50 nm (PZT) veya 5 nm (HfO için) ile ilgili olarak, birkaç elektrik sorunu ortaya çıkar:)))) ve nmz lazerli filmlerin altında olduğu gibi, yüksek çözünürlükte 4 boyutlu olarak daha belirgin hale gelir.

Gelişen Ferroelektrik Malzemeleri ve Bütünleme Yolları

Hafnium Oksit-Based Ferroelektriks

Bahsedildiği gibi, HfO[Dönemli:0)[Dönemli filmler (örneğin, Hf) yüksek çözünürlükte (Düzücüler) yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte (Düzücük) olarak kullanılır.

İki-Dimensional Ferroelektrik

Atomik olarak ince ferroelektrikler, CuInP)2)) ve bazı geçiş-metal dichalcojenitler, bu malzemeler, elektriksel özellikleri için gerekli olan aşırı derecede düşük kutuplaşma ve 2D yarı iletkenlerle entegrasyon potansiyeli - esnek veya ultra-kould belleklere yol açıyor.

CMOS Mantık ile entegrasyon

Eleştirel bir pratik meydan okuma, transistörlerin veya kapıların altmış CMOS mantığına zarar vermeyen monolithic integration of ferroelektrik kapasitors or door with the underlying CMOS logic. For FeRAM, the cleor is usually built in the back-end-of-line (BEOL) after the Highlands are completed.Bu, assogifier.

Future Outlook

Gazlı belleklerin, yüksek soluklu kutuplaşmaya bağlı olarak evrimleri [Dönetici ve düşük çözünürlükte hız veya yoğunluktan yoksun kalma sorunlarının ortaya çıkmasıyla birlikte).

Bir uygulama açısından, ferroelektrik anıları için en büyük potansiyel pazar, uzun süre boyunca veri bütünlüğüne sahip olan bir bellek olarak devam ediyor - dayanıklılık ve ölçeklendirme açısından flaş hafızasını değiştirebiliyor - ayrıca, FeRAM daha geniş bir şekilde, muhtemelen DRAM ve flaşın en iyi yönlerini birleştirir.

Araştırmacılar ve mühendisler temel elektrik özelliklerini izlemeye devam etmelidir: kutuplaşma dinamikleri, sızıntı, yorgunluk mekanizmaları ve saklama fiziği.ETHFLT:0) İleri karakterizasyon teknikleri), bömerk olmayan hafızalar dijital elektroniklerin manzarasını dönüştürecek bir olgunluğa ulaşır.