收藏本站
《复旦大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

隧穿晶体管及其在存储器中的应用

臧松干  
【摘要】:随着超大规模集成电路的发展,单块芯片上集成的器件数目越来越大,而单个器件的尺寸也越来越小。单块芯片上器件数量的增加必然导致动态功耗的增加,同时器件尺寸的缩小,引起漏电流的增加,进而引起静态功耗的增加。为了降低芯片功耗,一方面需要减小器件的漏电流,另一方面需要降低器件的亚阈值摆幅。目前主要的解决方案有两种,一是采用SOI衬底,二是采用高K介质/金属栅结构。而隧穿晶体管虽然具有漏电流小和亚阈值摆幅低的特点,但是其驱动电流却比普通的金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)小几个数量级,因此本论文的研究集中于利用其p-i-n结构的特点,构造成新型的存储器设计,同时也研究了一种崭新结构的隧穿晶体管,提高了这种器件的驱动电流。具体的研究内容如下: 本论文首先研究了一种新型结构的隧穿场效应晶体管。该新型器件由于采用了凹陷沟道,因此物理栅长可以缩微到22nm以下。在不增加器件面积的条件下,通过增加凹陷沟道附近线性隧穿区域的面积,进而增加驱动电流。同时由于沟道的增长,抑制了漏电流的增加。这种n型的隧穿晶体管和相同结构的p型MOSFET一起,可以构成低功耗的反相器。 接着利用p-i-n结构正向偏置大电流,反向偏置小电流的特点,使用模拟软件研究了一种平面结构的浮动结栅(FG)型动态随机存储器(FJG-DRAM)。新型结构的浮动结栅型动态随机存储器,是一个复合型器件,由一个栅控二极管和一个浮动结栅型MOSFET组成。其中,栅控二极管是该存储器的写单元,通过pn结正偏向存储器内写入“0”,通过pn结反偏时工作为p型隧穿场效应晶体管(TFET)向存储器内写入“1”。浮栅作为该存储器的电荷存储单元,而MOSFET作为该存储器的读取晶体管,其驱动电流的大小受浮栅内电势大小的影响,进而产生一个读取电流的窗口,实现存储器的记忆功能。得益于隧穿晶体管中p-i-n结构的特性和内嵌式设计,该种存储器具有快速写操作、低功耗、高密度的特点,同时,由于其制造工艺与闪变存储器(Flash)的制造工艺相兼容,因此可以作为片上系统(SoCs)的嵌入式器件使用。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN386

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 T.N.Rajashekhara;B.S.Sonde;张淑文;;一种新的低功耗CT~2L电路[J];计算机研究与发展;1976年04期
2 冰;低功耗串行12位A/D转换器的应用[J];电子产品世界;1997年10期
3 Jose Carlos cossio;;可节省电池能量的自动切断电源电路[J];电子设计技术;1997年09期
4 郭屹松,李铁香,郭海涵;用M68HC05L1单片机构成的低功耗流量计[J];传感器世界;1998年03期
5 ;低功耗串行16位取样模/数转换器的应用考虑[J];电子产品世界;1998年04期
6 杨睿,王聪;应用MAX192实现工频交流采样[J];电工技术杂志;1999年01期
7 ;Soundvision公司低成本、低功耗的数码相机解决方案[J];半导体技术;2000年05期
8 陈新华;徐克宝;;数据采集系统问题的分析和处理[J];电气自动化;2000年06期
9 张祖荣;利用编解码芯片设计家电红外线遥控开关[J];渝州大学学报(自然科学版);2001年03期
10 吴军辉,徐立鸿;DS1996在低功耗系统中的应用[J];微电子学与计算机;2002年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈双喜;张在琛;;基于P89LPC924、CC1000无线传感器网络节点设计[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年
2 陈媛媛;张记龙;王志斌;李晓;田二明;;矿井下一种无线传感器网络节点设计与实现[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
3 刘昊;孟丽娅;赖小峰;袁祥辉;;新型低功耗高动态范围CMOS读出电路设计[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
4 鲁玉波;;BF561水下低功耗信号处理小系统设计[A];2009年中国东西部声学学术交流会论文集[C];2009年
5 吴中仪;阎威武;余峰;戴晓明;;一种PIC单片机的低功耗设计方案[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
6 马小铁;李凯;;星型无线传感器网络低功耗研究与设计[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
7 王宏江;李琦;郑岗;;基于SMS的低功耗高压绝缘子污秽检测装置的研制[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
8 李月梅;李哲英;;低功耗GHz VCO设计[A];中国通信集成电路技术与应用研讨会文集[C];2006年
9 黄立基;范德林;;多参量MEMS气体质量流量计[A];第七届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2006年
10 王玉田;刘国辉;王晓琳;;智能混合式光电电流传感器的设计[A];第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会(MCMI'2007)论文集(下册)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 冯晓伟;MCU:位数之争趋淡 低功耗、差异化受宠[N];中国电子报;2008年
2 左延鹊;苏国良:蓝牙技术向 低功耗方向发展[N];中国电子报;2008年
3 陈淼鑫;笔记本将用上低功耗液晶屏[N];中国计算机报;2004年
4 ;802.11n将为iPhone带来巨大商机[N];网络世界;2009年
5 赵艳秋;节能认证带动低功耗元器件增长[N];中国电子报;2005年
6 ADI公司供稿;低功耗小尺寸ADC成高速/精密应用主流产品[N];中国电子报;2007年
7 张伟 北京;欧胜推低功耗立体声扬声器驱动编解码器[N];电子资讯时报;2006年
8 《计算机世界》实验室 周童;Intel酷睿架构处理器测试[N];计算机世界;2007年
9 姜波;低功耗唱响主旋律[N];网络世界;2006年
10 ;英特尔推出低功耗凌动处理器[N];人民邮电;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨波;低功耗微处理器体系结构的研究与设计[D];西北工业大学;2002年
2 罗义军;通信中Viterbi算法和均衡器的优化设计及低功耗考虑[D];浙江大学;2003年
3 王兵;基于异步映射的流水线替换策略研究[D];上海交通大学;2008年
4 马天义;低功耗软硬件划分算法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
5 黄清秀;连续小波变换的瞬时缩展对数域电路实现[D];湖南大学;2005年
6 吴刚;对低功耗进程调度算法的研究[D];复旦大学;2006年
7 高佩君;无线传感器网络收发机芯片设计[D];复旦大学;2009年
8 蔡一兵;无线自组网MAC及路由技术研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2006年
9 程剑平;带通Σ-Δ调制器的研究和设计[D];东南大学;2006年
10 邱红辉;电子式互感器的关键技术及其相关理论研究[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘琴;手持GPS接收机的实现[D];郑州大学;2004年
2 于继明;MOTE无线感知网络的研究与实现[D];南京理工大学;2004年
3 刘鹏民;涡街电磁流量计机理的研究与开发[D];北京化工大学;2000年
4 马蓉;基于嵌入式实时操作系统的电缆温度采集终端的设计[D];华北电力大学(北京);2005年
5 杨亮;低速率误码测试仪的设计与实现[D];郑州大学;2005年
6 潘灏;低功耗射频CMOS双模前置分频器设计[D];安徽大学;2005年
7 张馨;基于无线网络的农业环境监测控制平台研究开发[D];武汉理工大学;2006年
8 吴珍雪;低功耗馈线终端负荷开关的研究[D];华北电力大学(北京);2006年
9 吕斌;用于激光供能ECT的低功耗光电传输系统[D];大连理工大学;2006年
10 史永彬;自组织无线传感器网络技术的研究与实现[D];国防科学技术大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026