德州仪器和Ramtron 合作将FRAM 技术提升至130nm 工艺

2007-03-28 15:59:41来源: 电子工程世界

双方合作实现大容量的 FRAM,生产目前全球首款最高密度的 4 兆位 FRAM

德州仪器公司 (TI) 和世界顶尖的非易失性铁电存储器 (FRAM) 和集成半导体产品开发商及供应商 Ramtron International Corporation 宣布:在 FRAM 技术发展中的创新里程碑,针对 FRAM 存储器达成了商用制造协议。该协议许可 Ramtron 的 FRAM 存储器产品在 TI 先进的 130 纳米 (nm) FRAM 制造工艺中生产包括 Ramtron 的 4Mb FRAM 存储器 。Ramtron 和德州仪器自 2001年 8 月开始合作,当时双方签订定了 FRAM 的许可授权和开发协议。

Ramtron 首席执行长 Bill Staunton 称:“这项制造协议标志着高密度 FRAM产品的商业化发展向前迈进了一大步。Ramtron 将从德州仪器公认及先进的130nm 工艺技术和先进的制造能力,和高密度的独立 FRAM 存储器中获益。除了 4Mb 器件外,在 2007 年内,我们还计划使用德州仪器的产品线中提供至少一种以上的产品样品。”

德州仪器 FRAM 开发总监 Ted Moise 博士说:“与 Ramtron 的协作及在德州仪器 130nm 工艺上 FRAM 技术的商业化发展,为高密度 FRAM 器件的生产奠下了新的标准。通过在标准的 130nm 制造工艺中直接增加制造项目,我们可以达到成本、功耗及性能方面的特性,而这些特性对于其它嵌入式非易失性存储器技术来说却很难实现。”

德州仪器的先进 FRAM 工艺

为了创建嵌入式 FRAM 模块,德州仪器在其标准的 130nm 铜互连工艺中添加了仅仅两个额外的掩模步骤。通过转向 130nm 工艺,两家公司将使用目前最小的商用 FRAM 单元 (仅 0.71um2),提供 Ramtron 的 4Mb FRAM 存储器,并且获得较 SRAM 单元更高的存储密度。为了实现这种单元尺寸,该工艺使用了创新的 COP (capacitor-over-plug) 工艺,将非易失性电容直接堆放在 W 型插入晶体管触点之上。

FRAM 存储器将易失性 DRAM 的快速存取和低功耗特点与不需要电能保存数据的能力结合起来。EEPROM 和闪存等其它非易失性存储器由于必需以多个掩模步骤、更长的写入时间及更多的功耗来写入数据,因此对于嵌入式应用不太合适。此外,FRAM 的小单元尺寸和增加最少的掩模步骤特点,使到面向嵌入式应用的 FRAM 可以低于 SRAM 的成本生产。FRAM 所消耗的功率亦较 MRAM 低很多,并且已在要求严格的汽车、测量、工业及计算等应用中实现商业化应用。

Moise 博士续称:“FRAM 具有快速存取、低功耗、小单元尺寸,以及实惠的制造成本等特点,这意味着它适于广泛的应用。对于那些需要低功耗、非易失性存储、关机前快速数据保护,以及无限写入耐久性等的系统而言,将可从 FRAM 的功能中获益良多。”

FRAM 的工作原理

FRAM 技术的核心是将微小的铁电晶体集成进电容内,使到 FRAM 产品能够象快速的非易失性 RAM 那样工作。通过施加电场,铁电晶体的电极化在两个稳定状态之间变换。内部电路将这种电极化的方向感知为高或低的逻辑状态。每个方向都是稳定的,即使在电场撤除后仍然保持不变,因此能将数据保存在存储器中而无需定期更新。

德州仪器利用 COP 方式制作了平面型 FRAM 单元,将单元的面积降至最小,并且利用铱电极和锆钛酸铅 (PZT) 铁电薄膜层来形成铁电电容。

关键字:功耗  嵌入式  互连

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