集成铁电存储器——新型快速,抗辐照,非挥发性存储器件

本文介绍了铁电存储器的原理，对非挥发性铁电存储的研究和开发情况作了综述。并就制约着铁电集成器件真正商业化的若干铁电薄膜材料物理方面关键问题作了分析。首先提出了在铁电集成器件工艺中还存在着综合优化问题。最后，对铁电存储器的未来作了预测。     

一种4 kb铁电存储器的设计

以清华大学微电子所的铁电存储器工艺为基础,设计了一个规模为4kb(512×8位)的铁电存储器,包括存储阵列、灵敏放大器、字线位线译码、驱动脉冲产生等模块。设计中,采用新开发的铁电电容模型,文中重点介绍了与传统DRAM、SRAM等存储单元完全不同的铁电存储单元的设计方法。仿真结果表明,铁电存储器在5V工作电压下工作周期为120ns。     

可替代SRAM的1兆位铁电存储器

Ramtron国际公司宣布推出1兆位的铁电存储器产品——FM201．08该存储器的工作电压为3Y，采用32引脚TSOP封装，FM20L08是Ramtron目前生产的容量最大的铁电俘储器，可以对其进行尢限次的读写操作。该型号是专门设计用束替换标准异步静态随机存储器的（SRAM）。同时．这个型号还特别适用电压多样或者电压会突然丢失的存储数掂系统，如机顶盒、汽车远程信息处理及工业应用等系统。     

铁电存储器制备中关键工艺的改进

传统铁电存储器制备工艺中,存在着Ｐｔ／Ｔｉ下电极刻蚀难、制作的铁电薄 貌不好和上电极容易起壳等问题。文章对铁电存储器制备中的一些关键工艺进行改进,降低了工艺复杂性,解决了上述问题。     

一个改性的用于铁电存储器设计的铁电电容宏模型

从描述铁电电容的P－V滞回特性出发,本文在ZSTT宏模型的基础上提出了一个改进的铁电电容宏模型,并成功利用此模型对铁电存储器（FeRAM)进行了电路优化和电路模拟。最后将试图对此模型做进一步的推广,以模拟铁电存储器在另一种新读写过程中的操作。     

铁电电容模型及其在铁电存储器中的应用

近年来,集成铁电学（integrated ferroelectrics)迅速发展。铁电体是一种特殊的电介质,在不存在外场的情况下,它仍然可以保持一个自发的极化强度。其极化方向在外电场的作用下可以发生反转,表现出特殊的非线性介电行为,即电滞回线。文章讨论了铁电电容模型的SPICE实现。首先介绍电容模型的实现,然后结合2T－2C铁电存储单元的工作原理,验证了该模型。最后,给出了一个完整的32位铁电存储器的电路仿真结果。该结果可以非常容易地推广到更大容量的铁电存储器中。     

FRAM—一种新型的电存储器

从原理、特性和应用领域等方面介绍计算机产业中出现的新热点－铁电存储器，预示了它的发展前景。     

铁电存储器的研究进展

介绍了铁电存储器的存储原理,同时对两种铁电存储器(铁电随机存取存储器和铁电场效应晶体管存储器)的研究进展、当前存在的问题以及我国目前在这一领域的研究现状进行了简单介绍,并对今后的技术发展进行了展望。     

铁电随机存取存储器技术的发展近况

熊猫电子集团公司 岳云铁电随机存取存储器（FRAM）因为兼有RAM和ROM存储器的性能，自其问世以来便引起了人们的极大关注，并已在各种公用事业用表（如电表、水表、煤气表等）、测量和医疗仪表、非接触式智能卡、门禁系统和汽车黑匣子当中得到了日益广泛的应用。在此背景下，2001年11月，ITRS（InternationalTechnology Roadmap forSemiconductor）首次公布了FeRAM的发展计划（参见表1）。FeRAM的发展方向主要是精细化和低电压化，本文将着重介绍铁电电容器技术以及相关的电路技术方面的一些近期动向。一、铁电电容器技术从产品…     

铁电存储器在数字信号处理系统中的应用

介绍一种新型FM18L08型铁电存储器，分析TMS320VC25402型数字信号处理器(DSP)的并行引导装载模式，给出一种基于铁电存储器的DSP脱机独立运行系统的设计方案，并将该方案成功地应用在一种语音门锁系统中。     

铁电存储器和IC卡

铁电薄膜与半导体集成产生了新一代非易失存储器，与传统的半导体非易失存储器比较具有突出的优点，是新一代ＩＣ卡的理想存储芯片。     

基于HSIM的铁电电容性能的研究

基于对铁电电容实际测试性能及物理模型的分析,在仿真软件HSIM原始电容模型库的基础上,通过对实验室制备的铁电电容电滞回线的拟合,得出新的模型库参数。将这些参数导入HSIM中对铁电存储器(FRAM)进行仿真,根据仿真结果对比铁电电容的性能,并由此优化铁电电容的性能,使之更匹配于电路特性。     

用于MFIS的ZrO_2薄膜的制备及特性研究

新型不挥发非破坏性读出铁电存储器金属 /铁电 /半导体器件结构中 ,存在着铁电薄膜与半导体衬底之间相互扩散、离子陷阱密度高、铁电薄膜难于直接淀积在硅衬底上、电荷注入等问题 ,因此在铁电薄膜与半导体之间增加一层合适的介质材料作为阻挡层是制备不挥发非破坏性读出铁电存储器的关键。文中研究了运用 SOL- GEL方法制备 Zr O2 介质层的方法 ,并且对制备的介质层的成份、结构、电特性进行了分析 ,为研制 MFIS作了准备。     

压电和铁电薄膜及其应用的发展趋势

本文讨论了压电和铁电薄膜材料及其在固体器件中应用的发展趋势。薄膜生长技术的进展,为压电和铁电薄膜集成固体器件在各个领域的应用开辟了广阔的前景。ZnO和AIN薄膜将广泛地用于SAW和BAW器件。特别是成功地制作了薄膜体声波谐振器和高次谐波体波谐振器。以PbTiO_3为基的PZT和PLZT固溶体外延薄膜将应用于热电探测器和SAW器件。在实现了对多层薄膜的界面结构及其特性的成功控制之后,铁电薄膜将在铁电存储和集成光学领域发挥重要作用。     

铁电存储器中Pb(Zr,Ti)O_3集成铁电电容的制备

在铁电不挥发存储器 (FERAM)技术中 ,集成铁电电容的制备是关键工艺之一。文中提出一种制备集成铁电电容的改进工艺 :采用 lift-off技术在衬底样品表面淀积铁电电容 Pt/Ti下电极 ,然后用 Sol-Gel方法制备 PZT薄膜。在 PZT薄膜未析晶前 ,先将它加工成电容图形 ,再高温退火成为 PZT铁电薄膜。最后完成铁电电容 Pt上电极。与传统工艺相比 ,改进后的工艺能保持 PZT铁电薄膜与金属上电极之间良好的接触界面。测试结果表明 ,工艺条件的变动不会影响 PZT铁电薄膜的成膜和结构 ,从而可得到性能优良的铁电电容。     

Highly Enhanced Polarization Switching Speed in HfO2-based Ferroelectric Thin Films via a Composition Gradient Strategy

The next-generation semiconductor memories are essentially required for the advancements in modern electronic devices. Ferroelectric memories by HfO₂-based ferroelectric thin films (FE-HfO₂) have opened promising directions in recent years. Nevertheless, improving the polarization switching speed of FE-HfO₂ remains a critical task. In this study, it is demonstrated that the composition-graded Hf_1-xZr_xO₂ (HZO) ferroelectric thin film has more than two times faster polarization switching speed than the conventional composition-uniform one. Meanwhile, it has excellent ferroelectricity and improved endurance characteristics. It is also discovered that when the HZO thin film has a gradient composition, the polarization-switching dynamics shifts from the nucleation-limited-switching mechanism to the domain-wall growth mechanism. Moreover, the transition of switching dynamics is responsible for the faster speed and better endurance of the composition-graded HZO thin film. These findings not only reveal the physical mechanisms of this material system but also provide a new strategy for memory devices having faster speed and higher endurance.     

Electrical properties of highly reliable 32 Mb FRAM with advanced capacitor technology

Highly reliable 32 Mb FRAM was successfully developed by double annealing technique and CVD deposition technique. The highly (1 1 1) oriented ferroelectric films were fabricated by the optimized annealing method, which generates large remnant polarization. In addition to the double annealing process for sol–gel derived ferroelectric films, advanced capacitor technology of CVD process was developed for achieving strong retention properties. The CVD technique provides strong interface between electrode and ferroelectric films, giving rise to minimal integration degradation and large sensing margin. After baking test at 150 °C for 100 h, a wide sensing window of 350 mV was achieved to guarantee strong retention properties for high density FRAM products.     

溶胶—凝胶法制备掺镧钛酸铋铁电薄膜

利用溶胶-凝胶法在Si（100）及Pt/Ti/Si（100）衬底上制备了Bi3.5La0.5Ti3O12(BLT-5）铁电薄膜,研究了在不同退火条件下BLT-5薄膜的结晶性能。经650℃、30min退火处理的BLT-5铁电薄膜的矫顽场Et=67kV/cm,剩余极化强度Pt=11.2μC/cm∧2,BLT-5铁电薄膜呈现较好的抗疲劳特性,可望用于制备高容量铁电随机存取存储器。