Ферроэлектрический конденсатор и память FeDRAM

Опубликовано 29.09.2010 Ведущий Антон Панкратов

Большие перспективы для создания малогабаритных ЗУ большой емкости сулит применение бистабильных конденсаторов, в которых вместо обычных диэлектриков используются так называемые сегнетоэлектрики или ферроэлектрики. Так как диэлектрические свойства этой группы материалов в значительной степени напоминают магнитные свойства ферромагнитных материалов, то в технической литературе сегнетоэлектрики очень часто называют ферроэлектриками. Наиболее распространенным в настоящее время ферроэлектриком является титанат бария. Для использования в ЗУ необходим монокристаллический титанат бария, свойства которого характеризуются зависимостью диэлектрического смещения D от напряженности электрического поля, имеющей форму, близкую к прямоугольной, как это имело место для зависимости магнитной индукции от напряженности магнитного поля рассматривавшихся ранее ферритов с прямоугольной петлей гистерезиса. Такие свойства ферроэлектриков позволяют создавать бистабильные конденсаторы, т. е. конденсаторы, сохраняющие одно из двух устойчивых состояний после прекращения действия внешнего считывание пол я и даже в условиях короткого замыкания или относительно слабого поля противоположного направления. На ферроэлектрических конденсаторах, как и на ферритовых сердечниках, могут быть созданы матричные ЗУ большой емкости. Бистабильные конденсаторы подключаются в узлах матрицы одной обкладкой к горизонтальной и другой обкладкой к вертикальной пересекающимся шинам и работают на принципе совпадения импульсов напряжений на этих шинах.
Исследователи из Йельского Университета и сотрудники исследовательской компании Semiconductor Research Corp. (SRC) сообщают, что FeDRAM-память имеет ряд преимуществ, которая позволит ей в будущем заменить традиционную оперативную память. Во-первых, обычная DRAM обновляется каждые несколько миллисекунд, тогда как FeDRAM позволяет увеличить время одного цикла до одной минуты. Во-вторых, длительность хранения информации по сравнению с современной оперативной памятью увеличена сразу на три порядка. В-третьих, FeDRAM потребляет в двадцать рез меньше энергии, нежели традиционная DRAM-память.