저전압 DRAM 회로 설계 검토 및 제안 = Reviews and Proposals of Low-Voltage DRAM Circuit Design

국문 초록 (Abstract)

반도체 소자가 소형화 되면서 소자의 신뢰성을 유지하고 전력 소모를 줄이기 위해 기가-비트 DRAM의 동작 전압은 1.5V 이하로 줄어들 것으로 기대된다. 따라서 기가-비트 DRAM을 구현하기 위해 저전압 회로 설계 기술이 요구된다. 이 연구에서는 지금까지 발표된 저전압 DRAM 회로 설계 기술에 대한 조사결과를 기술하였고, 기가-비트 DRAM을 위해 4가지 종류의 저전압 회로 설계 기술을 새로이 제안하였다. 이 4가지 저전압 회로 설계 기술은 subthreshold 누설 전류를 줄이는 계층적 negative-voltage word-line 구동기, two-phase VBB(Back-Bias Voltage) 발생기, two-phase VPP(Boosted Voltage) 발생기와 밴드갭 기준전압 발생기에 대한 것인데, 이에 대한 테스트 칩의 측정 결과와 SPICE 시뮬레이션 결과를 제시하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

As the device scaling proceeds, the operating voltage(VDD) of giga-bit DRAMs is expected to be reduced to 1.5V or down, fir improving the device reliability and reducing the power dissipation. Therefore the low-voltage circuit design techniques are required to implement giga-bit DRAMs. In this work, state-of-art low-voltage DRAM circuit techniques are reviewed, and four kinds of low-voltage circuit design techniques are newly proposed for giga-bit DRAMs. Measurement results of test chips and SPICE simulation results are presented for the newly proposed circuit design techniques, which include a hierarchical negative-voltage word-line driver with reduced subthreshold leakage current, a two-phase VBB(Back-Bias Voltage) generator, a two-phase VPP(Boosted Voltage) generator and a bandgap reference voltage generator.