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imec展示了一種基于鑭摻雜鋯酸鉿(La:HZO)的鐵電電容器。該電容器具有高耐久性（1011個周期）、高最終剩余極化強度（1.8MV/cm時2P R =30μC/cm 2）和減少喚醒。研究人員能夠通過鐵電電容器材料的界面氧化物工程獲得這種獨特的特性組合堆。
imec稱，這種高性能、可擴展、兼容CMOS的鐵電電容器技術對于實現基于FeRAM的嵌入式和獨立存儲器應用至關重要。FeRAM是一類非易失性存儲器，具有用作嵌入式存儲器或存儲類存儲器(SCM)的潛力，填補了快速DRAM（~10ns訪問時間）和高密度NAND閃存之間的空白。
FeRAM具有類似DRAM的1晶體管1電容器(1T1C)單元架構，其中電容器的電介質被鐵電材料取代以實現非易失性。這種鐵電材料可以處于兩種不同的極化狀態（+P和-P），可以通過外部電場反轉。多年來，由于HZO與CMOS工藝兼容并且可擴展至10nm以下，因此作為鐵電體的HZO備受關注。
有幾個特征可以作為嵌入式或獨立SCM發揮作用。理想情況下，FeRAM存儲單元的電容器具有高耐久性（>1012個開關周期），并且在整個生命周期內具有30-40μC/cm2的剩余極化2PR。到目前為止，這種組合從未被報道過，因為電容器會受到長時間喚醒（開始時小的2PR）或快速疲勞（2PR迅速退化）的影響。
imec研究員鐵電項目主任JanVanHoudt介紹：“通過界面氧化物工程，將1nm TiO2種子層和2nm Nb2O5覆蓋層添加到La:HZO層，我們首次實現了高耐久性（1011次循環），最終2PR高達~30μC/cm2（在1.8MV/cm的外加電場下）和良好的初始2PR。在初步了解之后，與Nb2O5覆蓋層的接觸通過將氧氣注入HZO層促進了向HZO所需正交相（即鐵電相）的轉變，而TiO2層有利于優選的(002)晶粒取向，進一步導致在更高的初始2PR中。”使用不同的前體沉積HZO層，在3MV/cm下獲得了66.5μC/cm2的創紀錄高2PR，但具有106個循環的耐久性。
JanVanHoudt表示“現在擁有的高性能、可擴展且與CMOS兼容的鐵電電容器技術，將把我們帶到下一個階段，即從平面轉向3DFeRAM電容器結構——利用原子層沉積(ALD)工藝。這將增加將FeRAM存儲器作為新的嵌入式或獨立存儲器推向市場所需的密度。”
FeRAM的發展
FeRAM是一種在斷電時不會丟失內容的非易失存儲器，具有高速、高密度、低功耗和抗輻射等優點。FeRAM的存儲原理是基于鐵電材料的高介電常數和鐵電極化特性，按工作模式可以分為破壞性讀出(DRO)和非破壞性讀出(NDRO)。
麻省理工大學達德利·艾倫·巴克在1952年提出的碩士論文中，首次提出了FeRAM的概念。FeRAM有比閃存更低的耗電量，還有更高的寫入速度，還有更長的讀寫壽命(大約1010到1015次循環)。它在+85℃時可以保存數據十年以上。但是它的缺點是比閃存存儲密度低，存儲容量限制，和更高的價格。與DRAM相比，FeRAM的讀操作是破壞性的，因為它需要遵循先寫后讀架構。
FeRAM基于DRO工作模式。DRO模式是利用鐵電薄膜的電容效應，以鐵電薄膜電容取代常規的存儲電荷的電容，利用鐵電薄膜的極化反轉來實現數據的寫入與讀取，這種破壞性的讀出后需重新寫入數據，所以FeRAM在信息讀取過程中伴隨著大量的擦除/重寫的操作。隨著不斷地極化反轉，此類FeRAM會發生疲勞失效等可靠性問題。
NDRO模式存儲器以鐵電薄膜來替代MOSFET中的柵極二氧化硅層，通過柵極極化狀態(±Pr)實現對來自源—漏電流的調制，使它明顯增大或減小，根據源—漏電流的相對大小即可讀出所存儲的信息，而無需使柵極的極化狀態反轉，因此它的讀出方式是非破壞性的。基于NDRO工作模式的鐵電場效應晶體管(FFET)是一種比較理想的存儲方式。
FeRAM市場情況
Ramtron公司（已被Cypress收購）是最早成功制造出FeRAM的廠商。該公司剛推出高集成度的FM31系列器件，這些產品集成最新的FeRAM存儲器，可以用于汽車電子、消費電子、通信、工業控制、儀表和計算機等領域。TOSHIBA公司與INFINEON公司2003年合作開發出存儲容量達到32Mb的FeRAM，該FeRAM采用單管單電容(1T1C)的單元結構和0.2mm工藝制造，存取時間為50ns，循環周期為75ns，工作電壓為3.0V或2.5V。
Matsushita公司也在2003年7月宣布推出世界上第一款采用0.18mm工藝大批量制造的FeRAM嵌入式系統芯片(SOC)。該公司新開發的這種產品整合了多種新穎的技術，包括采用了獨特的無氫損單元和堆疊結構，將存儲單元的尺寸減小為原來的十分之一;采用了厚度小于10nm(SrBi2Ti2O9)的超微鐵電電容。
英特爾近期發表的論文也展示了堆疊型鐵電電容器可用于在邏輯芯片上構建FeRAM。FeRAM已成為存儲器家族中最有發展潛力的新成員之一。然而，有觀點指出，當達到某個數量的讀周期之后FeRAM單元將失去耐久性，而且由陣列尺寸限制帶來的FeRAM成品率問題以及進一步提高存儲密度和可靠性等問題仍然亟待解決。距離FeRAM大規模商用，還有一段時間。
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