Nuovi materiali per le memorie ferroelettriche

Fujitsu Microelectronics america ha annunciato che Tokyo Institute of Technology, Fujitsu Laboratories e Fujitsu Limited hanno sviluppato congiuntamente un nuovo materiale adatto per la realizzazione di memorie FeRAM, ovvero Ferroelectric Random Access Memory.

Le memorie FeRAM sono in grado di unire la velocità di operazionale delle memorie DRAM alla capacità di mantenere le informazioni anche in assenza di refresh, caratteristica tipica delle memorie SRAM. Un materiale si dice ferroelettrico quando mostra la capacità di mantenere una polarizzazione residua dei propri cristalli anche a seguito della rimozione del campo elettrico applicato, caratteristica dalla quale nasce la non-volatilità delle memorie FeRAM.

Le memorie Ferroelettriche hanno una qualche affinità con le memorie MRAM, come ad esempio la struttura ad array, ma, a differenza di quest'ultime, non si basano sulla presenza di un tunnel di giunzione magnetico ma impegano le proprioetà dei condensatori ferroelettrici per rilevare il posizionamento dei dipoli elettrici all'interno del materiale ferroelettrico.

A differenza delle memoria DRAM, inoltre, le quali aggiornano i condensatori periodicamente, le memorie ferroelettriche aggiornano i propri array solamente a seguito di un'operazione di lettura, la quale normalmente rende inservibile il contenuto delle celle di memoria. Se non viene effettuata alcuna lettura i dipoli elettrici non subiscono alcuna alterazione, mantenendo quindi l'informazione ad essi associata, e quindi non è necessario eseguire il ciclo di aggiornamento. Questa peculiare caratteristica consente alle memorie FeRAM di operare con un consumo di energia piuttosto contenuto.

Il materiale utilizzato è un composto modificato di Bismuto e Ferrite (BFO), che consente di ottenere una capacità di immagazzinamento dati fino a cinque volte superiore rispetto a quella possibile con i materiali attualmente impiegati per lo sviluppo delle memorie FeRAM.

Il composto BFO è precisamente costituito da atomi di Bismuto, Ferro e Ossigeno e caratterizzato da struttura perovskite. Attualmente viene impiegato il titaniato-zirconato di piombo (PZT) che è tuttavia caratterizzato da una bassa capacità di stoccaggio ed è quindi difficilmente scalabile. Il limite dei materiali PZT sarà raggiunto con la produzione a 130 nanometri, oltre la quale diminuisce la superficie delle aree e viene richiesta una maggiore polarizzazione. Tale limite dovrebbe essere raggiunto attorno al 2009.

Le nuove memorie FeRAM possono essere prodotte già a 65 nanometri impiegando il nuovo materiale BFO utilizzando impianti molto simili a quelli destinati alla produzione delle attuali memorie FeRAM a 180 naometri. Grazie all'impiego dei nuovi materiali è possibile realizzare celle di memoria con capacità di 256Mbit. Grazie alle caratteristiche di elevata densità e basso consumo energetico, le memorie FeRAM rappresentano la soluzione ideale per dispositivi e sistemi di storage portatili e per impieghi di instant-boot. Proprio nel 2009 dovrebbero essere avviate le consegne dei primi prototipi di memorie FeRAM.

Fonte: CDRinfo