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.
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.
