超低動作電力と超低リーク電力

SOTBは、従来の低消費電力MCUデバイスの約1/10の消費電力でエナジーハーベストによるバッテリフリー製品を実現、またはメンテナンスを必要とするバッテリの長寿命化した製品にも対応します。

SOTBのドーパントレスチャネル、薄い埋め込み酸化物絶縁層、および背面ゲートの組み合わせで下記効果を実現できます。 標準のバルクCMOS技術(赤色)と比較して、SOTBは、電圧スレッショルドのばらつき(青色)を抑える事により、動作電圧と電流を低減します。また、基板にマイナスのバックバイアス電圧(緑色)が印加されると、SOTBデバイスは、スタンバイ中に漏れ電流を大幅に削減します。

テストチップを用いた1MTrのチップ内しきい値ばらつきの測定データ

スケーラビリティ

SOTBは、SOTBを使用しないMCUと比較して、低、中、および高性能のMCUデバイスの性能を拡張し、優れた低消費電力特性を維持します。 ここに示す65nm SOTBは、40nmから180nmまでの非SOTBプロセスに比べ、消費電力当たりの性能が非常に優れています。SOTBは、低消費電力特性を維持しながら低、中、および高性能MCUデバイスの性能を実現できます。下記図は65nm SOTBが、40nmから180nmまでの非SOTBプロセス製品に比べ、消費電力当たりの性能が非常に優れている事を示します。

SOTB:1つのプロセス、1つのプロセスノードサイズで幅広い製品範囲をカバーします。

高性能アナログと低ノイズ性

SOTBプロセスはドーパントレスチャネルにより、低消費電力で低ノイズ、高精度の高性能アナログを提供します。 下記はISSCCで報告された組込用アナログ - デジタルコンバータ(ADC)のアナログ精度、ノイズ性能、消費電力の値です。

高信頼性

SOTBの埋込み酸化物(BOX)絶縁層は、放射線の影響を低減する働きをし、ソフトエラー率(SER)が大幅に低下します。下記にSOTBと従来のバルクCMOSトランジスタ構造の相対SER比を示します。

References:K. Kobayashi et al., IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 61, no. 4, pp. 1881-1888, Aug. 2014.