基于铁电隧穿场效应晶体管FeTFET实现三态内容可寻址存储器TCAM的方法技术

本发明专利技术提出了一种基于铁电隧穿场效应晶体管FeTFET实现三态内容可寻址存储器TCAM的方法，在单个FeTFET上实现了TCAM的完整功能。本发明专利技术利用隧穿场效应晶体管TFET独特的双极带带隧穿电流特性，将铁电材料叠加到栅介质层上，得到同时受栅极电压和铁电极化强度控制的双极性的沟道电导，突破了传统CAM的两路互补路径的电路拓扑结构。相较于基于传统静态随机存取存储器的TCAM以及目前报道的基于各种新兴的非易失性存储器的TCAM，本发明专利技术具有显著降低的单元面积以及更加简洁的编程与搜索操作过程，相应地带来更高的能效。本发明专利技术将TCAM的硬件代价降低到理论最低，具有十分广阔的应用空间。空间。空间。

Implementation of three state content addressable memory TCAM based on ferroelectric tunneling field effect transistor fetfet

【技术实现步骤摘要】
基于铁电隧穿场效应晶体管FeTFET实现三态内容可寻址存储器TCAM的方法


[0001]本专利技术涉及新型存储与计算
，具体涉及一种基于铁电隧穿场效应晶体管(FeTFET)的三态内容可寻址存储器(TCAM)单元设计。

技术介绍

[0002]内容可寻址存储器(CAM)可以高效且并行地执行搜索操作，被广泛应用在路由器、数据库搜索、存内计算以及神经形态计算等高效机器学习模型中。CAM也被称为关联存储器，是一种用于高速搜索应用的特殊类型的存储器，而不仅是基于地址提供对数据的简单直接访问，其除了具有存储器的读操作和写操作之外，还可以执行独特的搜索操作。为了进一步提高存储密度，在CAM的基础上进一步发展了具有存储掩码“X”状态能力的TCAM，TCAM可以实现精确匹配或者模糊匹配，具有更加广泛的应用场景。CAM最初是用于加速网络路由器中的数据包转发和分类等相关的查表操作，由于CAM可以在一个时钟周期内完成整个搜索操作，相较于其他基于硬件或软件的搜索系统具有显著的加速效果，并且随着互联网协议版本4(IPv4)到互联网版本协议6(IPv6)以及更高版本的过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于铁电隧穿场效应晶体管FeTFET实现三态内容可寻址存储器TCAM的方法，其特征在于，利用非易失性铁电极化状态用于entry存储，FeTFET中的TFET具有典型的双极带带隧穿电流特性，TFET独特的双极电流用于query搜索，实现基于单个FeTFET的“XNOR”存储器内逻辑运算，其中FeTFET的漏极、栅极、源极分别作为TCAM单元的ML端、BL/SL端和ScL端：ML端，用于检测搜索操作中query与entry是否匹配；BL/SL端，在写操作中需要施加电压脉冲对FeTFET进行编程或者擦除，以得到相应的存储entry状态；ScL端，在写操作中与BL配合施加相应的电位完成对FeTFET的编程或者擦除；在搜索操作中，SL端施加与query对应的电压V
SL
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄如，徐伟凯，罗金，黄芊芊，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：