怎樣理解?FRAM技術(shù)

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成熟的半導(dǎo)體存儲(chǔ)技術(shù)分為兩類(lèi)：
1. RAM是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，具有對(duì)稱(chēng)的讀寫(xiě)訪問(wèn)時(shí)間。
 
2.非易失性存儲(chǔ)器，傳統(tǒng)上一直是ROM（只讀存儲(chǔ)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(chǔ)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(xiě)訪問(wèn)時(shí)間不同。實(shí)際上，寫(xiě)訪問(wèn)時(shí)間可能比讀訪問(wèn)時(shí)間大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
 
鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)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(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)于閃存/ EEPROM的寫(xiě)入優(yōu)勢(shì)和非易失性使其非常適合在沒(méi)有電源的情況下存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
 
鐵電性能
 
鐵電特性是一類(lèi)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(yáng)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(yáng)離子的位置。如果沿正確方向施加電場(chǎng)，則陽(yáng)離子將沿電場(chǎng)方向移動(dòng)。
 
在晶體上施加電場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致低能態(tài)或位置在電場(chǎng)方向上對(duì)齊，反之則使高能態(tài)在相反的位置上對(duì)齊。因此，施加的電場(chǎng)將導(dǎo)致陽(yáng)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(chēng)為開(kāi)關(guān)電荷（Qs）。因此，在晶體上施加交變電場(chǎng)將導(dǎo)致陽(yáng)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(huì)產(chǎn)生電荷Qs。
 

 

圖1.鐵電PZT鈣鈦礦晶體

 
常見(jiàn)的誤解是鐵電晶體是鐵磁性的或具有類(lèi)似的性質(zhì)。術(shù)語(yǔ)“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(chǎng)中切換，不受磁場(chǎng)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(yáng)離子稱(chēng)為“上極化”，而底部的陽(yáng)離子稱(chēng)為“下極化”，如圖3所示。 在可行的檢測(cè)方案下，可以產(chǎn)生二進(jìn)制存儲(chǔ)器。
 

圖3.兩個(gè)極化狀態(tài)
 

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