FRAM과 Flash Memory

소개

FRAM Flash Memory

목차

강 유전체란 무엇인가

F-RAM
-F-RAM의 재료
-F-RAM의 기본 원리
-F-RAM의 종류
-타 메모리와의 비교
-박막의 필요성과 방법
-결론


플래쉬 메모리
-개요
-구조 및 동작원리특허 동향
-결론

본문내용

강유전체란 무엇인가?

What is the ferroelectricity?
강유전체는 전기적으로는 절연체인 유전체의 일종으로서, 특수한 물리적 성질을 가진 물질이다.
강유전체(ferroelectrics)는 1920년 로쉘 염이라는 물질에서 처음 그 성실이 발견되어 알려지게 된 물질로서, 1935년에서 1938년 사이에 KDP 계열의 단결정들이 성장되면서 많은 연구가 시작되었다. 이들 물질들의 특징적인 물성은 자발분극(spontaneous polarization)을 가지고 있을 뿐만 아니라 이 자발분극이 전기장에 의해 역전(polarization reversal)되는 현상을 보이는 것이다. 유전체 중에서 자발분극을 가지는 물질은 많지만 전기장으로 분극의 방향을 바꿀 수 없으면 이는 강유전체라고 할 수 없다. 강유전체는 특정한 온도에서 상전이 현상을 보이는데, 상전이 온도 아래에서는 전기 쌍극자끼리의 상호작용을 통해 자발 분극이 특정한 방향으로 배열하고 있다가, 그 온도 이상에서는 열적 요동에 의해 자발 분극을 잃게 되는 현상을 보인다. 일반적으로 이 온도를 큐리 온도 (Curie temperature)라고 한다. 큐리 온도 아래에서는 자발 분극이 일정한 방향으로 배열을 하게 되지만, 소위 구역(domain)이라는 것이 함께 형성되게 된다. 구역 구조는 전기 쌍극자의 배열로 인해 depolarization field가 형성되기 때문에 나타나는 것으로서, 형태에 따라 90도 구역과 180도 구역으로 구분된다.
강유전체가 가지는 물성은 이 자발분극의 역전현상에 의해 D-E 이력곡선을 보이는 특징과 함께 압전성(piezoelectric)과 초전성(pyroelectric)을 보인다. 강유전체의 이러한 특성을 이용한 응용연구를 간단히 아래에 소개한다.
D-E 이력 곡선(hysteresis loop)은 강유전체의 자발분극이 외부 전기장에 의해 역전되는 현상을 나타내는 것으로서 전기장의 방향과 세기에 따라 분극 상태의 변화를 보여주는 것이다. 이력 곡선의 내부 면적은 분극의 반전(switching)에 필요한 전기에너지의 크기를 나타낸다. 이 성질은 자발분극이 안정된 2개의 상태를 가지기 때문에 나타나는 현상으로서, 이를 이용하여 최근에 비휘발성 기억소자를 개발하려는 연구가 세계적으로 활발히 이루어지고 있다. 비휘발성 기억소자란 DRAM처럼 전원이 꺼지면 기억내용이 모두 없어지는 것과는 달리 전원이 꺼지더라도 기억내용이 그대로 남아 있을 뿐만 아니라, 마음대로 내용을 기록, 수정, 보관할 수 있는 장점이 있다. 현재 256 kb 정도의 용량을 가지는 제품이 개발된 수준이며, 앞으로 박막기술의 발전과 함께 고용량의 비휘발성 기억소자가 개발될 전망이다. 이렇게 되면 앞으로 DRAM의 상당부분이 이 비휘발성 기억소자로 대체될 것으로 보인다.

참고자료

· 없음