システムLSI用不揮発性RAMの基本特性と応用に関する研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16560311
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 吉原 務 早稲田大学, 大学院情報生産システム研究科, 教授 (60367175)
• Keywords: 電子デバイス・集積回路 / 回路設計・CAD / 記憶・記録

Research Abstract

本研究では,MRAMの応用として、同時に読み出し動作が可能なデュアルポートMRAM(R2DP MRAM)について検討した.また,同時に読み出し動作が可能なデュアルポートMRAMに適したセンスアンプとしてSwing-Less Bit-line Sensing(SLBS)技術を提案し,検討した.
具体的に得られた結果は,下記の通りである,
1)同時に書き込み/読み出し動作が可能なデュアルポートMRAM(RWDP MRAM)のアレイ構造に基づいて,ライトポート側に読み出し用のリードコラムデコーダーとリードローデコーダーをセットすることで同時読み出し動作を実現できた.これにより,メモリセルレイアウトを行った結果,R2DP MRAMは配線とトランジスタの増加により1セル当たりの面積は3.35μm2になりRWDP MRAMの面積(1.23μm2)の約2.7倍になった.
2)R2DP MRAMに適した差動カレントコンベヤーを用いたSwing-Less Bit-line Sensing(SLBS)技術を提案した.このテクニックはビット線電位をVref=OVレベルの低いインピーダンスによるカレントコンベヤーによってグランドレベルに強制的にクランプされることで,読み出し動作の時にビット線のプリチャージとディスチャージ期間を無くすことが特徴である.また,SLBS回路ではビット線がグランドにクランプされるためSG(select gate)が低い電位でも活性化できるので,従来型の電流センスアンプより読み出し動作が速くて低電源電圧に向いている.本研究のシミュレーション上では,電源電圧1.0V,周波数100MHzでの読み出し動作が確認できた.