片上系統(tǒng)(System on chip,SOC)的設計意味著更多的功能,更高的性能,更低的功耗,以及更多的半導體器件。如此復雜的一個設計,同種產(chǎn)品也會存在巨大的差異化。針對此,SOC設計采用軟件編程的方式,以盡快適應不同市場需求,來應對產(chǎn)品的差異化。SOC芯片設計采用非易失性存儲器(non-volatile memory,NVM)來存儲它的啟動和固件代碼,所以對非易失性存儲器的需求也持續(xù)增長。針對代碼存儲,常用的存儲方案是通過ROM和EEPROM或外部閃存等NVM來進行存儲;在90nm及更小的工藝節(jié)點的產(chǎn)品中,反熔絲一次性可編程(One Time Programmable,OTP)技術用于代碼存儲變得越來越流行。反熔絲技術具有其特有的優(yōu)勢:采用標準CMOS工藝就可以實現(xiàn),降低了芯片的生產(chǎn)成本;對所存儲的數(shù)據(jù)高度安全,數(shù)據(jù)可永久保存;可以進行現(xiàn)場編程。這些特性降低了SOC芯片產(chǎn)品的整體成本。隨著制造工藝的發(fā)展,由于OTP面積的減小以及更短的編程時間,反熔絲技術將被廣泛利用。本文提出了一種基于標準CMOS工藝的反熔絲OTP存儲單元結構。這種反熔絲非易失存儲技術,就是利用柵氧化層擊穿來實現(xiàn)一...

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
學位論文的主要創(chuàng)新點
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 OTP存儲器簡介
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 OTP存儲器在我國經(jīng)濟發(fā)展中的需求
    1.5 論文組織結構
第二章 柵氧擊穿模型的原理
    2.1 經(jīng)時擊穿模型
        2.1.1 空穴擊穿模型
        2.1.2 熱化學擊穿模型
        2.1.3 統(tǒng)一擊穿模型
    2.2 小結
第三章 電介質(zhì)擊穿型OTP存儲單元設計
    3.1 非易失性熔絲存儲單元結構
    3.2 熔絲存儲單元說明
    3.3 多位存儲器的應用
    3.4 熔絲模塊的編程操作
    3.5 小結
第四章 OTP存儲器的整體設計
    4.1 OTP存儲器的幾種模式
        4.1.1 編程模式
        4.1.2 預編程的SET和RESET模式
        4.1.3 讀模式
    4.2 針對OTP存儲器的DFT設計
        4.2.1 測試模式(test pattern)的說明
        4.2.2 SET和RESET測試
        4.2.3 編程和驗證測試
    4.3 OTP存儲單元的電路設計
    4.4 OTP熔絲存儲單元的仿真電路設計及仿真結果
    4.5 OTP熔絲存儲器的版圖設計要點
    4.6 16-bit反熔絲OTP存儲器的版圖
第五章 OTP存儲器的燒寫與可靠性測試
    5.1 OTP燒寫注意事項
    5.2 老化實驗(Burn-in)的介紹
    5.3 OTP存儲單元的測試指標
        5.3.1 加速因子的計算
        5.3.2 ELFR測試
        5.3.3 老化HTOL/LTOL測試
        5.3.4 老化系統(tǒng)耐久度測試
    5.4 小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝



本文編號：3900963