[發(fā)明專利]一種基于FinFET器件的單位線非對(duì)稱存儲(chǔ)單元

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710462400.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107393581B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡建平;楊會(huì)山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): G11C7/18
• 分類號(hào): G11C7/18;G11C11/418
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 方小惠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種存儲(chǔ)單元，尤其是涉及一種基于FinFET器件的單位線非對(duì)稱存儲(chǔ)單元。

背景技術(shù)

隨著工藝尺寸進(jìn)入納米級(jí)，功耗成為集成電路設(shè)計(jì)者不得不關(guān)注的問(wèn)題。在大部分的數(shù)字系統(tǒng)中存儲(chǔ)器的功耗占據(jù)總電路功耗的比例越來(lái)越大。靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM，Static Random Access Memory)，在存儲(chǔ)器中是一個(gè)重要的組成部分，因而設(shè)計(jì)高穩(wěn)定性低功耗SRAM具有重要的研究意義。靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器主要由存儲(chǔ)陣列及其他外圍電路構(gòu)成，而存儲(chǔ)陣列由存儲(chǔ)單元構(gòu)成，存儲(chǔ)單元是靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的核心，存儲(chǔ)單元的性能直接決定靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的性能。

隨著晶體管尺寸的不斷縮小，受短溝道效應(yīng)和當(dāng)前制造工藝的限制，普通的CMOS晶體管尺寸降低的空間極度縮小。當(dāng)普通CMOS晶體管的尺寸縮小到20nm以下時(shí)，器件的漏電流會(huì)急劇加大，造成較大的電路漏功耗。并且，電路短溝道效應(yīng)變得更加明顯，器件變得相當(dāng)不穩(wěn)定，極大的限制了電路性能的提高。FinFET管(鰭式場(chǎng)效晶體管，F(xiàn)in Field-Effect Transistor)是一種新的互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體(CMOS)晶體管為一種新型的3D晶體管，F(xiàn)inFET管的溝道采用零摻雜或是低摻雜，溝道被柵三面包圍。這種特殊的三維立體結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了柵對(duì)溝道的控制力度，極大的抑制了短溝道效應(yīng)，抑制了器件的漏電流。FinFET管具有功耗低，面積小的優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為接替普通CMOS器件，延續(xù)摩爾定律的優(yōu)良器件之一。

傳統(tǒng)的采用FinFET器件設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)單元為BSIMIMG工藝庫(kù)中經(jīng)典存儲(chǔ)單元。BSIMIMG工藝庫(kù)中經(jīng)典存儲(chǔ)單元的電路圖如圖1所示。該存儲(chǔ)單元由六個(gè)FinFET管(M1、M2、M3、M4、M5和M6)組成，其中FinFET管M1和FinFET管M3構(gòu)成一個(gè)反相器，F(xiàn)inFET管M2和FinFET管M4構(gòu)成另一個(gè)反相器。該存儲(chǔ)單元在寫操作時(shí)(寫入“1”和“0”)，F(xiàn)inFET管M4和FinFET管M6會(huì)對(duì)寫入電壓進(jìn)行分壓，使得寫入的數(shù)據(jù)值較小，噪聲容限較小，由此導(dǎo)致寫入到輸出端Q和反相輸出端Qb處的存儲(chǔ)值結(jié)果不穩(wěn)定，電路功能不穩(wěn)定；并且，由FINFET管M3和FINFET管M4構(gòu)成的下拉網(wǎng)絡(luò)在存儲(chǔ)單元處于保持狀態(tài)時(shí)有兩條漏電流的路徑，所以漏電流較大，從而導(dǎo)致漏功耗較大，同時(shí)延時(shí)也較大，這均不利于快速穩(wěn)定存取數(shù)據(jù)。

鑒此，設(shè)計(jì)一種在不影響電路性能的情況下，延時(shí)、功耗和功耗延時(shí)積均較小，寫操作時(shí)噪聲容限較大，電路功能穩(wěn)定性較高的基于FinFET器件的單位線非對(duì)稱存儲(chǔ)單元具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在不影響電路性能的情況下，延時(shí)、功耗和功耗延時(shí)積均較小，寫操作時(shí)噪聲容限較大，電路功能穩(wěn)定性較高的基于FinFET器件的單位線非對(duì)稱存儲(chǔ)單元。