Сегнетоэлектрические запоминающий устройства

Опубликовано 01.11.2012 Ведущий Антон Панкратов

В настоящее время можно наблюдать возросший интерес разработчиков аппаратуры к запоминающим устройствам (ЗУ) на основе сегнетоэлектрических материалов. Под «ферроэлектрической памятью» понимаются энергонезависимые сегнетоэлектрические ЗУ с произвольной выборкой (FRAM – Ferroelectric RAM).Основным материалом для элементов FRAM – сегнетоэлектрических транзисторов (ferroelectric transistor) и конденсаторов (ferroelectric capacitor) – являются смешанные полиметаллические оксиды, спекаемые в сегнетоактивные керамики. В микросхемах, предназначенных для использования в аппаратуре специального назначения, можно рекомендовать использование ячеек памяти с двумя сегнетоэлектрическими элементами. У данного типа памяти элементарная ячейка представляет собой сдвоенные ячейки 1T-1C типа. Ячейка такого типа, в которой каждому биту соответствует индивидуальный опорный бит, позволяет определять разницу зарядов с высокой точностью. А благодаря считыванию дифференциального сигнала ячейки исключается влияние разброса параметров конденсаторов ячеек. В данной конструкции ячейка 2T-2C подключена к управляющей линии (словарная шина) и линии управления поляризацией (общая шина), но линия данных разделена на две раздельные линии (разрядная и дополнительная разрядная шины), соответственно запись-чтение на сегнетоэлектрические конденсаторы производится раздельно. Данные, записываемые в эти два конденсатора, дублируются, что приводит к увеличению надежности хранения данных. Помимо конденсаторов присутствует усилитель, необходимый для считывания данных из ячейки 2T-2C. Усилитель и две структуры 1T-1C увеличивают размер ячейки 2T-2C по сравнению с 1T-1C. Основным преимуществом памяти 2T-2C FRAM является высокая надежность. Ячейка устойчива к воздействию магнитных и электромагнитных полей, не теряет информацию под действием ионизирующих излучений. Первые образцы отечественной памяти подобной структуры были созданы концерном Анстрем в 2009 году, и имеют емкость 256бит. Тем не менее, развитие технологии позволит создать память, отличающуюся от ныне распространенных флеш-накопителей значительно большем временем хранения данных и очень высокой устойчивостью к воздействию мощных электромагнитных полей.