FeRAMの長期信頼性に関する特徴：福田昭のストレージ通信（68） 強誘電体メモリの再発見（12）（2/2 ページ）

強誘電体不揮発性メモリ（FeRAM）の長期信頼性を決めるのは、強誘電体キャパシターの分極特性だ。今回は、強誘電体キャパシターを劣化させる主な現象として「疲労（ファティーグ：fatigue）」と「インプリント（imprint）」について解説する。

[福田昭，EE Times Japan]

ヒステリシス曲線が電圧方向にずれる「インプリント」

　強誘電体キャパシターの劣化で良く知られているもう1つの現象が、「インプリント（imprint）」だ。「インプリント」が発生すると、ヒステリシス曲線は電圧方向に平行にずれていく。例えばマイナスの電圧方向（ヒステリシス曲線のグラフでは左方向）にヒステリシス曲線が移動していくとしよう。すると、ある程度まで進んだところで突然、負（マイナス）電荷の残留分極が大きく減少する。つまりそこで、データを保存できなくなり、データ保持期間の制限要因となる。ただし、正（プラス）電荷の残留分極量は初期値とほとんど変わらない。非対称である。

　インプリントは、書き込んだデータ（分極の向き）をそのままにしておくと、経時変化によって発生するといわれている。この結果、データ保持特性を悪化させる。

強誘電体キャパシターでインプリントが発生する様子。ここではヒステリシス曲線がマイナスの電圧方向（左方向）にだんだんとずれている。この結果、負（マイナス）の電荷を有する残留分極が急激に減少してしまう。出典：NaMLabおよびドレスデン工科大学（クリックで拡大）

（次回に続く）

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