Resumen de Comparative study of steep switching devices for 1T dynamic memory

Nupur Navlakha, Hasan Raza Ansari, Leonard F. Register, Sanjay K. Banerjee

• español

  Este trabajo se centra en entender la operación y el rendimiento de varios dispositivos de conmutación abrupta (pendiente subumbral inferior a 60 mV/década), a saber, el Tiristor de Acoplamiento Capacitivo Delgado (TCCT, por sus siglas en inglés), el Diodo de Efecto de Campo (FED), el FET de Pendiente Subumbral Cero y Cero Ionización de Impacto (Z2-FET) y el Transistor de Efecto de Túnel (TFET) como memoria dinámica sin condensador. La funcionalidad como 1T DRAM depende de la creación de un pozo de potencial que debe ser inducido en una estructura p-i-n, lo cual se logra mediante el dopaje preciso de la región p (TCCT), la alineación asimétrica de la compuerta (Z2FET, TFET) y el uso de dos compuertas independientes (FED y TFET de doble compuerta). Mientras que el TCCT, el FED y el Z2FET operan en polarización directa, el TFET opera en polarización inversa. El trabajo muestra un análisis comparativo de estos dispositivos en términos de tiempo de retención, margen de detección, relación de corriente, potencia y velocidad, que son métricas cruciales para las futuras DRAMs, y también proporciona una guía para el diseño específico de aplicaciones.

• English

  This work focuses on understanding the operation and performance of various steep switching devices (subthreshold slope sub 60 mV/decade), namely Thin-Capacitively Coupled Thyristor (TCCT), Field Effect Diode (FED), Zero sub-threshold swing and Zero impact ionization FET (Z2-FET), and Tunnel Field Effect Transistor (TFET) as capacitorless dynamic memory. Functionality as 1T DRAM depends on creation of potential well which must be induced in a p-i-n structure, achieved through precise doping of p-region (TCCT), asymmetric gate alignment (Z2FET, TFET) and use of two independent gates (FED and twin gate TFET). While TCCT, FED and Z2FET operate in forward bias, TFET operates in reverse bias. The work shows a comparative analysis of these devices in terms of retention time, sense margin, current ratio, power and speed which are crucial metrics for future DRAMs and also provides a guideline for application specific design.