0。13m非易失性FRAM产品的增强的耐久性能

　　内存耐久度指定为存储单元可以写入或擦除的次数。对于尽管严格和广泛使用仍需要高数据完整性的应用程序，内存耐用性是关键的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，它具有高耐用性是其主要优势之一。FRAM的耐力定义为疲劳后的记忆状态保持能力，或在许多开关周期后维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，以识别经过大量开关循环后材料中开关电荷（极化）损失的根源。提出了多种机制，例如氧空位，铁电极界面附近的相反畴抑制以及内部偏置场的空间分布，这些都是造成疲劳现象的原因。这些机制导致铁电畴钉扎，从而导致开关周期延长时开关电荷密度降低。
　　FRAM的制造过程已经经历了几代人，例如0。5m，0。35m和0。13m技术节点。耐力性能在每一代中都有特点。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。13m技术节点中的FRAM存储器异常高高达1013，如今已高达1015。如表1所示在0。13m的节点上，如何在合理的时间内测量实际的最大耐力性能提出了挑战，需要大量的测试时间和创新的测试方法来确定0。13mFRAM产品的实际耐力极限。
　　表1。行使并行FRAM字节的时间
　　图1。FRAM器件和本征材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。
　　当前对0。13mFRAM的1015个周期的耐用性规范基于对使用0。13m技术节点构建的并行FRAM核心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。13m铁电存储器的耐久性能（如图1所示），可以使用在本征材料中观察到的类似曲线外推1013次循环后的FRAM器件级耐久性能，如图2中的虚线所示1。可以看出，1015个周期后的剩余信号余量仍高于初始水平（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。此结果与0。13mFRAM铸造厂的耐久性规格一致。
　　结论
　　在确定FRAM产品是否适合给定应用程序时，系统设计人员应考虑以下事项：
　　该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电吗？
　　数据是否有价值？
　　电源是否嘈杂？
　　是否需要在断电期间捕获关键系统数据，从而在启动时实现正常的系统恢复？
　　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？
　　在这种情况下的FRAM的技术功能可以减少运营开销并确保最佳性能。