本文關鍵詞：512Kbit反熔絲OTP存儲器設計及實現(xiàn)技術研究

  更多相關文章： 反熔絲存儲器 電路設計與仿真 版圖設計 封裝測試

【摘要】：隨著人類進入航天時代,在空間高輻射環(huán)境中能夠穩(wěn)定準確存儲數(shù)據(jù)的存儲器變得尤為重要。反熔絲存儲器以其穩(wěn)定、可靠、抗干擾以及優(yōu)異的抗輻照性能,被廣泛應用于航空航天和軍事等要求嚴格的領域。然而迄今為止,我國在反熔絲存儲器的研究領域,仍然沒有實現(xiàn)自主設計的產(chǎn)品。本篇論文的基本目標就是研究如何設計并最終實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的反熔絲存儲器。主要工作是設計了存儲單元,防護,冗余測試電路,以及編程和讀出電路,并進行了仿真驗證,隨后進行版圖的設計,流片后進行了封裝測試驗證。論文在研究國內(nèi)外多種反熔絲單元的基礎上,采用了與商用工藝兼容的新型柵氧化層反熔絲,設計了的存儲單元結構。該結構的反熔絲單元擊穿后電阻一致性好,且電阻較小。為方便全電路的快速數(shù)字化仿真,對存儲單元進行了建模和簡單仿真。在外圍電路的設計上,考慮到芯片的產(chǎn)品化,首先設計了存儲器的防護結構。接著設計了存儲陣列和多級的譯碼結構;為了方便產(chǎn)品的出廠測試,存儲陣列增加了冗余測試電路,實現(xiàn)了存儲器出廠的可測試性。在編程電路中,設計了兩級電荷泵電路,實現(xiàn)了對內(nèi)部編程高壓的控制,避免了對未選中單元的誤編程。在讀出電路中,設計了靈敏放大器和兩級鎖存器,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)穩(wěn)定而正確的讀出。對冗余測試電路、編程電路和讀出電路等各個功能模塊運用工具進行了模擬仿真驗證。為了快速實現(xiàn)全電路的功能驗證,通過將電路模塊用#$.)0代碼替換,借助仿真工具進行了全電路的快速功能驗證。功能驗證后,為了保證電路功能的精確,對全電路進行了*#"'模擬仿真,完成電路最終的設計。電路設計完成后,進行了版圖的設計和實現(xiàn),介紹了版圖的布局布線,以及版圖中采用的抗輻照加固措施。運用!.$#工具對版圖進行了和的檢查驗證,隨后進行了寄生參數(shù)提取和后仿真,最終導出文件發(fā)送給)*($,進行流片。最后,對實際流片后的芯片進行了封裝與測試,測試結果驗證了芯片讀寫功能的正確性,并驗證了存儲容量的大小滿足設計的指標。
【關鍵詞】：反熔絲存儲器 電路設計與仿真 版圖設計 封裝測試
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP333
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究的背景和意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.3 論文結構與主要工作15-17
• 第二章 反熔絲OTP存儲單元17-23
• 2.1 反熔絲擊穿機理17-18
• 2.2 反熔絲存儲單元設計18-22
• 2.2.1 1T1C單元結構18-20
• 2.2.2 反熔絲單元仿真模型20-21
• 2.2.3 反熔絲單元仿真21-22
• 2.3 本章小結22-23
• 第三章 存儲器電路設計以及仿真驗證23-47
• 3.1 整體電路結構設計23-24
• 3.2 存儲器ESD防護設計24-28
• 3.2.1 ESD模型及常用防護器件24-25
• 3.2.2 OTP存儲器ESD保護方案25-28
• 3.3 存儲陣列及冗余測試電路設計28-33
• 3.3.1 存儲陣列及譯碼結構29-31
• 3.3.2 冗余測試電路設計及仿真31-33
• 3.4 存儲器編程電路設計33-38
• 3.4.1 電荷泵振蕩信號產(chǎn)生電路33-34
• 3.4.2 電荷泵電路設計34-38
• 3.5 存儲器讀出電路38-42
• 3.5.1 靈敏放大器設計38-41
• 3.5.2 鎖存器設計41-42
• 3.6 OTP存儲器全電路仿真42-45
• 3.6.1 基于AMS的全電路功能驗證43-45
• 3.6.2 基于Finesim的全電路模擬仿真45
• 3.7 本章小結45-47
• 第四章 存儲器物理實現(xiàn)47-55
• 4.1 版圖設計47-52
• 4.1.1 版圖布局布線47-49
• 4.1.2 版圖抗輻照加固49-52
• 4.2 版圖驗證52
• 4.3 后仿真驗證52-54
• 4.4 本章小結54-55
• 第五章 存儲器芯片測試55-62
• 5.1 測試系統(tǒng)56-58
• 5.2 芯片功能測試58-61
• 5.3 本章小結61-62
• 第六章 結論62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-66
• 攻讀碩士學位期間取得的成果66-67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 田海燕;胡永強;;體硅集成電路版圖抗輻射加固設計技術研究[J];電子與封裝;2013年09期

2 王剛;李平;李威;張國俊;謝小東;姜晶;;反熔絲的研究與應用[J];材料導報;2011年11期

3 章凌宇;賈宇明;李磊;胡明浩;;基于DICE結構的抗輻射SRAM設計[J];微電子學;2011年01期

4 羅尹虹;郭紅霞;張鳳祁;姚志斌;何寶平;岳素格;;0.6μm MOS器件穩(wěn)態(tài)總劑量損傷效應研究[J];固體電子學研究與進展;2010年01期

5 簡維廷;趙永;張榮哲;;柵氧化層經(jīng)時擊穿物理模型應用分析[J];半導體技術;2010年02期

6 劉皓;景為平;;一種頻率可調(diào)CMOS環(huán)形振蕩器的分析與設計[J];電子器件;2006年04期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 范雪;一種新型反熔絲存儲器的研制及其抗輻射加固方法研究[D];電子科技大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 周慶;高速OTP存儲器設計技術研究[D];電子科技大學;2014年

2 陳奕含;OTP存儲器設計與實現(xiàn)技術研究[D];電子科技大學;2012年

3 孟振飛;基于STM32處理器的水泵控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2010年

4 雷靜;存儲器測試方法的研究與測試程序的實現(xiàn)[D];電子科技大學;2009年

，

本文編號：720775