薄膜BOX-SOIにおける基板バイアス効果を利用した動的なマルチVth設計の検討

摘要

Silicon on thin BOX(SOTB) is an FD-SOI device being possible to operate with ultra-low voltage of 0.4V and greatly change the threshold voltage of a transistor by body biasing. In this research, we propose a design technique that realizes multi-vth using body biasing. In this technique, after designing the circuit which consists of only high threshold transistors, the threshold voltage is lowered only at the area which needs high-speed operation by applying body bias. Results of applying the proposed technique to 32bit adder design showed that leakage power can be reduced by approximately 43% without increasing delay time compared with the circuit with only normal threshold voltage.%薄膜BOX-SOI(SilicononThinBOX:SOTB)というFD-SOIデバイスは0.4Vという超低電圧で動作し，基板バイアス効果によりトランジスタの閾値を大きく変動させることが可能である.本研究ではこの特性を利用し髙閾値のみで構成された回路を設計した後，使用時には回路内の高速動作を必要とする部分のみを基板バイアス効果により閾値を下げることにより，ウェハの製造工程を增やすことなくマルチVthを実現する手法を提案する.提案手法により32ビット加算回路を設計した結果，通常閾値のみの回路に比べ遅延時間を増やすことなく約43%のリーク電力を削減可能であることが分かつた.