Mémoire non volatile qui stocke l'information par le sens de polarisation d'un matériau ferroélectrique. Écriture rapide et faible consommation ; utilisée notamment dans les cartes à puce.
Nom japonais: FeRAM(強誘電体メモリ)
« FeRAM (mémoire ferroélectrique) » apparaît dans 9 questions d'entraînement réparties sur 1 thèmes, dont Mémoires émergentes.
Domaine: Mémoires émergentes
Un ferroélectrique possède une polarisation électrique spontanée qui peut être inversée par un champ appliqué et reste en place lorsque le champ est supprimé. Le tracé de la polarisation en fonction du champ donne un cycle d'hystérésis ; la polarisation restante à champ nul est la polarisation rémanente (Pr), et le champ nécessaire pour l'inverser est le champ coercitif (Ec). La FeRAM stocke un 1 ou un 0 dans le signe de cette polarisation, généralement dans une cellule à un transistor et un condensateur (1T1C) semblable à celle de la DRAM, mais avec un condensateur ferroélectrique. Le « Fe » signifie ferroélectrique, et non fer.
Dans une FeRAM à condensateur, une lecture pousse la cellule vers une polarisation connue et détecte la charge libérée sur la ligne de bit. Une cellule dont la polarisation s'inverse délivre nettement plus de charge qu'une cellule qui ne s'inverse pas, et un amplificateur de lecture distingue les deux. Comme la lecture inverse les cellules qui stockent l'état opposé, les données doivent ensuite être réécrites, un peu comme en DRAM. Chaque lecture compte donc comme un cycle de commutation. Contrairement à la DRAM, cependant, l'information réside dans la polarisation et non dans une charge stockée : aucun rafraîchissement n'est nécessaire et les données survivent à une coupure d'alimentation.
L'écriture consiste simplement à inverser la polarisation sous quelques volts : la FeRAM écrit donc en quelques dizaines de nanosecondes avec peu d'énergie et supporte environ 10¹² cycles ou plus, bien au-delà de la flash. Cela convient aux cartes à puce sans contact alimentées par l'énergie radio récupérée, aux compteurs et aux dispositifs médicaux qui enregistrent fréquemment des données et doivent survivre à une coupure brutale d'alimentation, ainsi qu'aux équipements exposés aux rayonnements, puisque la polarisation n'est pas facilement perturbée par les rayonnements ionisants. Sa faiblesse est la densité : les condensateurs ferroélectriques en titano-zirconate de plomb (PZT) traditionnel se miniaturisent mal, ce qui maintient les capacités dans la gamme de quelques mégabits.
Vers 2011, on a rapporté que l'oxyde d'hafnium dopé devenait ferroélectrique dans une phase orthorhombique particulière, pour une épaisseur d'environ 10 nm. Comme le HfO2 est déjà un diélectrique high-k standard déposé par dépôt de couches atomiques (ALD), cela a relancé l'intérêt pour l'intégration de mémoire ferroélectrique avec la logique avancée. Les mêmes films permettent le FET ferroélectrique (FeFET), où la polarisation décale la tension de seuil du transistor, et la jonction tunnel ferroélectrique (FTJ), où la polarisation modifie la résistance tunnel. Tous deux lisent sans inverser la polarisation, évitant la lecture destructive de la FeRAM à condensateur.
Réponse : C. L'orientation de la polarisation spontanée (polarisation rémanente) d'un ferroélectrique
La FeRAM exploite la propriété des ferroélectriques de conserver une polarisation après suppression de la tension (polarisation rémanente), et mémorise 0 et 1 selon l'orientation de cette polarisation. L'écriture consistant simplement à inverser la polarisation, aucune haute tension n'est nécessaire contrairement à la flash ; elle est rapide (quelques dizaines de ns), peu consommatrice et offre une endurance élevée, supérieure à 10¹² cycles. Le PZT (titanate-zirconate de plomb) est le matériau traditionnellement utilisé. Les filaments concernent la ReRAM, la magnétorésistance la MRAM.
Réponse : A. Les matériaux à base d'oxyde d'hafnium (HfO2)
L'oxyde d'hafnium, utilisé en CMOS comme diélectrique de grille high-k, s'est révélé vers 2011 ferroélectrique même à une épaisseur d'environ 10 nm lorsqu'il est dopé au Si ou au Zr et amené dans une phase cristalline particulière (orthorhombique). Alors que le PZT traditionnel contient du plomb, voit ses propriétés se dégrader en couche mince et s'intègre difficilement au CMOS, les matériaux à base de HfO2 peuvent être déposés de façon mince et uniforme par ALD, ce qui laisse espérer l'intégration de FeRAM et de FeFET avec la logique avancée.
Non. Fe signifie ferroélectrique, un nom emprunté au ferromagnétisme parce que les deux présentent une hystérésis ; les matériaux courants sont le PZT, le SBT et l'oxyde d'hafnium dopé.
La lecture consiste à pousser la cellule vers une polarisation donnée et à détecter si elle commute, ce qui efface l'état d'origine des cellules qui ont commuté : les données doivent donc être réécrites.
La FeRAM stocke les bits sous forme de sens de polarisation électrique d'un condensateur ferroélectrique, tandis que la MRAM les stocke sous forme de sens d'aimantation d'une jonction tunnel magnétique et lit la résistance qui en résulte.
La FeRAM exploite la propriété des ferroélectriques de conserver une polarisation après suppression de la tension (polarisation rémanente), et mémorise 0 et 1 selon l'orientation de cette polarisation.
Quelle propriété la FeRAM (mémoire ferroélectrique) exploit…Alors que le PZT traditionnel contient du plomb, voit ses propriétés se dégrader en couche mince et s'intègre difficilement au CMOS, les matériaux à base de HfO2 peuvent être déposés de façon mince et uniforme par ALD, ce qui laisse espérer l'intégration de FeRAM et de FeFET avec la logique avancée.
Quel matériau ferroélectrique compatible avec les procédés …Dans une FeRAM de type condensateur, une tension est appliquée à la cellule et l'inversion ou non de la polarisation est déterminée d'après la quantité de charge s'écoulant sur la ligne de bit.
Quelle est la caractéristique de la lecture d'une FeRAM de …La FeRAM, rapide en écriture, peu exigeante en énergie et très endurante, a été utilisée dans les cartes de transport et de monnaie électronique sans contact, qui fonctionnent avec la faible énergie captée des ondes radio.
Quelle est une application typique de la FeRAM ?Le « Fe » de FeRAM est l'abréviation de Ferroelectric (ferroélectrique) et ne signifie pas que du fer est utilisé.
Que représente le « Fe » de FeRAM ?MRAM ReRAM (mémoire résistive) CMOS FeFET (transistor ferroélectrique) ALD Ligne de bit Contact PCM (mémoire à changement de phase) 3D XPoint Calcul en mémoire (in-memory computing)