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关于增强的0.13μm非易失性FRAM产品的耐久性能

内存耐久度指定为可以写入或擦除存储单元的次数。对于尽管严格和广泛使用但仍要求高数据完整性的应用程序,内存耐用性是关键系统性能特征和设计考虑因素之一。铁电RAM或FRAM是一种快速,非易失性和低功耗的存储器。与其他基于浮栅或相变技术的非易失性存储器相比,其高耐用性是其主要优势之一。 “耐力”指的是“耐力”。 FRAM的“电容量”定义为在疲劳后保持记忆状态的能力,或在许多开关周期后保持铁电开关电荷的非易失性部分的能力。学术领域已经进行了长期而深入的研究,以找出经过大量开关循环后材料中开关电荷(极化)损耗的来源。已经提出了各种机制,例如氧空位,抑制铁电极界面附近的相反区域以及内部偏置场的空间分布,这些都是疲劳的原因。这些机制导致铁电畴钉扎,这会导致在延长开关周期时降低开关电荷密度。 FRAM的制造工艺已经经历了几代人,例如0.5μm,0.35μm和0.13μm技术节点。耐力性能是每一代的特征。尽管FRAM在每个技术节点上均表现出出色的耐用性,但事实证明,在0.13μm技术节点上的FRAM存储器异常高-高达1013,而现在高达1015。如表1所示,如何在合理的时间内在0.13μm节点上测量实际的最大耐力性能提出了挑战。确定0.13μmFRAM产品的实际耐久极限需要大量的测试时间和创新的测试方法。表1.使用并行FRAM字节的时间。图1. FRAM器件的信号余量和周期与本征材料之间的关系表明,与初始值相比,FRAM器件在1015个周期时具有更高的信号余量。当前针对0.13μmFRAM的1015周期耐久性规格基于对使用0.13μm技术节点构建的并行FRAM核心存储器产品样本中1,280位FRAM存储器的初步评估。图1显示FRAM设备级信号容限在1012和1013个周期之间达到最大值。根据本征材料对0.13μm铁电存储器的耐久性能(如图1所示),在本征材料中观察到的相似曲线可用于推断1013次循环后FRAM器件级的耐久性能,如图1所示。 2. 1.可以看出,在1015个周期后剩余的信号余量仍高于初始水平(最小周期数下的信号余量),这表明有足够的信号余量来确保FRAM器件在1015可靠性周期后。此结果与0.13μmFRAM铸造厂的耐用性规范一致。结论结论在确定FRAM产品是否适合给定应用时,系统设计人员应考虑以下因素:•系统是否旨在收集数据? •配置是否经常更改? •电源会突然或频繁断开吗? •数据有价值吗? •电源噪声吗? •有必要在断电期间捕获关键系统数据,以便在启动时实现正常的系统恢复吗? •持久性对于存储关键任务数据至关重要吗? •系统或MCUram是否受限制? •是否有严格的电源预算?在这种情况下,FRAM的技术功能可以减少运营费用并确保最佳性能。 q