Kutatók több mint egy évtizede keresik a választ arra a kérdésre, hogy miként lehetne ferroelektromos anyagok felhasználásával nem felejtő memóriákat kifejleszteni. A Yale Egyetem és a nagyobb félvezetőgyártó vállalatok és felsőoktatási intézmények által alapított kutatói konzorcium, a Semiconductor Research Corporation (SRC) tudósai viszont most azt mondják: nem a megfelelő területre fókuszáltak eddig a vizsgálatok, mert a ferroelektromosság inkább hasznosítható a dinamikus memóriák esetében. Ezt kísérleteik korai eredményei bizonyítják.
Amint az ezekről beszámoló sajtóközleményükben írják: ferroelektromos anyag felhasználásával sikerült olyan DRAM-cellát építeniük, amely egyszerűbb felépítésű és jóval tovább megőrzi az adatot, mint a ma használatos DRAM-cella. A ferroelektromos DRAM vagy FeDRAM – állítják – ráadásul 20-szor kevesebb áramot fogyaszt és jóval kisebb csíkszélességen is gyártható. „A memóriáink olyan gyorsak, ha nem gyorsabbak, mint a DRAM, olyan aprók, mint a flash, miközben ezeknél jobban skálázhatók. A flashtechnológia 25 nanométernél falba ütközik, de a FeDRAM addig skálázható, amíg a CMOS, amely akár 10 nanométer alá is eljuthat” – domborította a felfedezés potenciális előnyeit az EE Times-nak Tso-Ping Ma, a kutatásban részt vevő egyik yale-es kutató.
A ferromágneses memóriákban általában olyan oxidokat használnak (például ólom-cirkonát-titanátot), melyek maguktól rendelkeznek állandó, elektromos mező alkalmazásával megfordítható polarizációval. Ahhoz, hogy ezt a tulajdonságot nem felejtő memóriákban fel lehessen használni, az adott memóriacellákat árnyékolni kell, ami viszont nem kívánt mértékben megnöveli azok méretét – így nem versenyképesek a flashsel.
A FeDRAM ugyanakkor a DRAM- és a flashtechnológia előnyeit ötvözi. A kutatók által kifejlesztett cella nem tartalmaz a töltés tárolására kondenzátort, mint a dinamikus memória, hanem egyetlen olyan tranzisztorból áll, melynek kapuoxidja ferroelektromos. A töltés frissítésére ugyan itt is szükség van, de jóval ritkábban, mivel az új cella 1000-szer tovább képes megtartani a töltést, az információt, mint a hagyományos DRAM. A memória-áramkör felépítése nagyon hasonló a flashmemóriájéhoz, ezért a FeDRAM gyártása elméletben megoldható a már meglévő eszközökkel.
A ferroelektromos anyagok kapuoxidként való felhasználása ráadásul illeszkedik abba az iparági trendbe, amely a magas k állandójú (high k) dielektrikumból készült kapuoxidot preferálja, a ferroelektromos anyagok relatív dielektromos állandója ugyanis még magasabb, mint a mai tranzisztorokban bevetetett anyagoké.
A kutatók – akik most a technológia finomításán dolgoznak – azt remélik, hogy a FeDRAM „belátható időn belül” gyártásra kész lesz.
