内存耐久度指定为存储单元能够写入或擦除的次数。对于只管严格和宽泛应用仍须要高数据完整性的应用程序,内存耐用性是要害的零碎性能特色和设计思考因素之一。铁电RAM或FRAM是一种疾速,非易失性和低功耗的存储器,与其余基于浮栅或相变技术的非易失性存储器相比,它具备高耐用性是其次要劣势之一。FRAM的“耐力”定义为疲劳后的记忆状态放弃能力,或在许多开关周期后维持铁电开关电荷的非易失性局部的能力。
学术畛域曾经进行了长期而深刻的钻研,以辨认通过大量开关循环后资料中开关电荷(极化)损失的本源。提出了多种机制,例如氧空位,铁电极界面左近的相同畴克制以及外部偏置场的空间散布,这些都是造成疲劳景象的起因。这些机制导致铁电畴钉扎,从而导致开关周期缩短时开关电荷密度升高。
FRAM的制作过程曾经经验了几代人,例如0.5μm,0.35μm和0.13μm技术节点。耐力性能在每一代中都有特点。只管FRAM在每个技术节点上均体现出杰出的耐用性,但事实证明在0.13μm技术节点中的FRAM存储器异样高-高达1013,现在已高达1015。如表1所示在0.13μm的节点上,如何在正当的工夫内测量理论的最大耐力性能提出了挑战,须要大量的测试工夫和翻新的测试方法来确定0.13μmFRAM产品的理论耐力极限。
表1.行使并行FRAM字节的工夫
图1.FRAM器件和本征资料的信号裕量与周期的关系图显示,与初始值相比,FRAM器件在1015个周期时的信号裕量更高。
以后对0.13μm FRAM的1015个周期的耐用性标准基于对应用0.13μm技术节点构建的并行FRAM外围存储器产品的样本中1,280位FRAM存储器的初步评估。图1显示FRAM设施级信号容限在1012和1013个周期之间达到最大值。依据本征资料对0.13μm铁电存储器的耐久性能(如图1所示),能够应用在本征资料中察看到的相似曲线外推1013次循环后的FRAM器件级耐久性能,如图2中的虚线所示1.能够看出,1015个周期后的残余信号余量仍高于初始程度(最小周期数时的信号余量),表明有足够的信号余量来确保1015年后FRAM器件的可靠性周期。此后果与0.13μmFRAM铸造厂的耐久性规格统一。
论断
在确定FRAM产品是否适宜给定应用程序时,零碎设计人员应思考以下事项:
•该零碎是否旨在收集数据?
•配置是否常常更改?
•电源会忽然或频繁断电吗?
•数据是否有价值?
•电源是否嘈杂?
•是否须要在断电期间捕捉要害零碎数据,从而在启动时实现失常的零碎复原?
•持久性对于存储要害工作数据至关重要吗?
•零碎或MCU ram是否受限制?
•是否有严格的电源估算?
在这种状况下的FRAM的技术性能能够缩小经营开销并确保最佳性能。
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