Анализ и проектирование SRAM ячейки с низкой потребляемой мощностью на базе FinFET с независимыми затворами

Автор(и)

  • Вандна Сикарвар журнал "Известия вузов. Радиоэлектроника", Індія
  • Саурабх Кханделвал ITM университет, Індія
  • Шиам Акеше ITM университет, Індія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347013090021

Ключові слова:

КМОП, оперативная память, потребляемая мощность, FinFET, SRAM, MOSFET

Анотація

Масштабирование объемных МОП структур в нано микросхемах приводит к значительным проблемам из-за укороченных канальных эффектов, вызывающих рост утечек. Технология FinFET стала наиболее перспективной заменой объемной КМОП благодаря уменьшению эффектов короткого канала. Двух-затворный FinFET (dual-gate или DG FinFET) может быть спроектирован или путем соединения затворов для оптимизации характеристик, или оба затвора могут управляться независимо для уменьшения токов утечки и потребляемой мощности. Шести-транзисторная SRAM ячейка, основанная на FinFET с независимыми затворами IG (independent-gate), описанная в данной работе, обеспечивает одновременное уменьшение потребляемой мощности в активном режиме и режиме ожидания. В работе рассмотрена FinFET технология с независимыми затворами, так как она по сравнению с другими обеспечивает меньшее потребление мощности, меньшую площадь устройства и сравнительно небольшую задержку. Проведено сравнение токов утечки и потребляемой мощности FinFET с независимыми затворами и FinFET SRAM ячейки с соединенными затворами. Для рассматриваемых SRAM ячеек проведена оценка вносимой задержки. Кроме того, к FinFET 6T SRAM ячейке с независимыми затворами применена методика уменьшения утечек.

Посилання

Device scaling limits of Si MOSFETs and their application dependencies / D. J. Frank, R. H. Dennard, E. Nowak, P. M. Solomon, Yuan Taur, Hen-Sum Philip Wong // Proc. IEEE. — Mar. 2001. — Vol. 89, No. 3. — P. 259–288. — doi : http://dx.doi.org/10.1109/5.915374">10.1109/5.915374.

Kursun V. Multi-Voltage CMOS Circuit Design / V. Kursun and E. G. Friedman. — Hoboken, NJ : Wiley, 2006. — 242 p.

Fried D. M. The Design, Fabrication and Characterization of Independent-Gate Finfets / D. M. Fried. — Cornell University, 2004. — 184 p.

Rostami M. Novel dual-Vth independent-gate FinFET circuits / M. Rostami and K. Mohanram // Design Automation Conf. (ASP-DAC) : 15th IEEE Conf., 18–21 Jan. 2010, Asia and South Pasific. — 2010. — P. 867–872. — doi : http://dx.doi.org/10.1109/ASPDAC.2010.5419680">10.1109/ASPDAC.2010.5419680.

Chin E. Design trade-offs of a 6T FinFET SRAM cell in the presence of variations / E. Chin, M. Dunga, B. Nikolic // IEEE. Symp. VLSI Circuits. — 2006. — P. 445–449.

Tawfik S. A. Portfolio of FinFET memories: Innovative techniques for an emerging technology / S. A. Tawfik and Volkan Kursun // SoC Design Conf. : IEEE Int. Conf. ISOCC’08, 24–25 Nov. 2008, Busan. — 2008. — Vol. 1. — P. I-101–I-104. — doi : http://dx.doi.org/10.1109/SOCDC.2008.4815583">10.1109/SOCDC.2008.4815583.

Tawfik Sh. A. Low power and stable FinFET SRAM with static independent gate bias for enhanced integration density / Sherif A. Tawfik and V. Kursun // Electronics, Circuits and Systems : 14th IEEE Int. Conf., ICECS 2007, 11–14 Dec. 2007, Marrakech. — 2007. — P. 443–446. — doi : http://dx.doi.org/10.1109/ICECS.2007.4511025">10.1109/ICECS.2007.4511025.

Raj B. Nanoscale FinFET based SRAM cell design: Analysis of performance metric, process variation, underlapped FinFET and temperature effect / B. Raj, A. K. Saxena, S. Dasgupta // IEEE Circuits and Systems Magazine. — 2001. — Vol. 11, No. 3. — P. 38–50. — doi : http://dx.doi.org/10.1109/MCAS.2011.942068">10.1109/MCAS.2011.942068.

Nirmal, Nand gate using FinFET for nanoscale technology / Nirmal, V. Kumar, S. Jabaraj // Int. J. Eng. Sci. Technol.. — May 2010. — Vol. 2, No. 5. — P. 1351–1358. — http://www.ijest.info/docs/IJEST10-02-05-10.pdf"> http://www.ijest.info/docs/IJEST10-02-05-10.pdf.

Sikarwar V. Optimization of leakage current in SRAM cell using shorted gate DG FinFET / V. Sikarwar, S. Khandelwal, S. Akashe // Advanced Computing and Communication Technologies (ACCT) : 3rd IEEE Int. Conf., 6–7 Apr. 2013, Rohtak. — 2013. — P. 166–170. — doi : http://dx.doi.org/10.1109/ACCT.2013.41">10.1109/ACCT.2013.41.

Akashe S. A low-leakage current power 45-nm CMOS SRAM / S. Akashe, D. K. Sinha, S. Sharma // Indian J. Sci. Technol. — 2011. — Vol. 4, No. 4. — P. 440–442. — http://www.indjst.org/index.php/indjst/article/view/30019"> http://www.indjst.org/index.php/indjst/article/view/30019.

Rasouli S. H. Design optimization of FinFET domino logic considering the width quantization property / S. H. Rasouli, H. F. Dadgour, K. Endo, H. Koike, K. Banerjee // IEEE Trans. Electron Devices. — Nov. 2010. — Vol. 57, No. 11. — P. 2934–2943. — doi : http://dx.doi.org/10.1109/TED.2010.2076374">10.1109/TED.2010.2076374.

Koh S.-M. Contact technology for strained nFinFETs with silicon-carbon source/drain stressors featuring sulfur implant and segregation / Shao-Ming Koh, G. S. Samudra, Yee-Chia Yeo // IEEE Trans. Electron Devices. — Apr. 2012. — Vol. 59, No. 4. — P. 1046–1055. — doi : http://dx.doi.org/10.1109/TED.2012.2185799">10.1109/TED.2012.2185799.

##submission.downloads##

Опубліковано

2013-09-02

Як цитувати

Сикарвар, В., Кханделвал, С., & Акеше, Ш. (2013). Анализ и проектирование SRAM ячейки с низкой потребляемой мощностью на базе FinFET с независимыми затворами. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 56(9), 13–23. https://doi.org/10.20535/S0021347013090021

Номер

Том 56 № 9 (2013)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2013 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.