13、隧道场效应晶体管在低功耗内存应用中的SRAM单元设计

隧道场效应晶体管在低功耗内存应用中的SRAM单元设计

1. 引言

在半导体器件领域，为了满足低功耗、高性能的需求，隧道场效应晶体管（TFET）在静态随机存取存储器（SRAM）设计中得到了广泛研究。传统的6T - SRAM单元存在一些局限性，因此研究人员提出了多种改进的SRAM单元设计，如7T、8T、10T SRAM单元，以及基于负微分电阻特性的SRAM单元设计。

2. 7T - SRAM单元设计

为了克服6T - SRAM单元因TFET单向性带来的局限性，文献中报道了7T SRAM单元配置。

• 基于拉伸应变Ge/InGaAs隧道FET的设计 ：Jheng - Sin Liu等人使用拉伸应变Ge/InGaAs隧道FET进行SRAM单元设计，研究了几种访问方案对SRAM单元性能指标的影响。选择合适的Ge应变状态以确保更好的器件特性。采用向外访问晶体管的设计具有较高的读写静态噪声容限，但会增加读取延迟时间。
• 基于Si/SiGe异质结TFET的设计 ：Yoonmyung Lee等人在2013年研究了一种基于Si/SiGe异质结TFET的新型7T SRAM单元设计的可行性。这种基于异质结构的SRAM单元设计可确保较低的漏电流，使用单个解耦读取电路来保证更好的可读性。由于读写操作由单独的电流路径实现，因此可以适当选择晶体管的尺寸以支持可写性。该电路拓扑优于其他未使用解耦读取电路或使用两个晶体管进行解耦读取操作的7T SRAM单元实现方案。
• 双口袋双栅器件结构的设计 ：Sayeed Ahmad等人在