本文關(guān)鍵詞：低功耗單柵非揮發(fā)性存儲器的研究

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【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,作為其關(guān)鍵技術(shù)的射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注。RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、閱讀器和電腦服務(wù)器三個部分組成。由于電子標(biāo)簽需要粘貼到所要跟蹤的物體上,所以對它的需求量最大。這就要求電子標(biāo)簽的制造成本很低。而且標(biāo)簽通常是無源的,電能來自感應(yīng)電流。所以電子標(biāo)簽還需低功耗。然而,標(biāo)簽芯片內(nèi)用于存放產(chǎn)品信息的EEPROM或Flash通常制造成本和功耗較高,這給RFID的普及造成了巨大的阻礙。本文設(shè)計了一種可嵌入射頻識別標(biāo)簽的低功耗單柵非揮發(fā)性存儲器(Single-Poly Non-Volatile Memory, SPNVM)。它采用Skysilicon 0.35μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝設(shè)計并制造。與傳統(tǒng)的EEPROM和Flash存儲器相比較,所設(shè)計的單柵存儲器具有更低的制造成本和功耗,更多的可編程次數(shù)以及更簡單的控制電路。該存儲器是將三個MOS管的柵極連在一起作為等效浮柵,利用電容分壓原理和Fowler-Nordheim(FN)電子隧穿機(jī)制向浮柵注入電子或從浮柵上泄放電子。等效浮柵既可以存儲正電荷也可以存儲負(fù)電荷的性質(zhì)使該存儲器可以有兩種儲值方式,不同的儲值方式在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別只是存儲核心的三個晶體管的柵面積比不同,而且根據(jù)約束條件計算得到的晶體管尺寸確保了存儲單元不會被過度擦除。所設(shè)計的存儲器單元僅使用兩個正電壓便可實現(xiàn)擦除、寫入和讀取操作。將一個SRAM連接到位線上,以預(yù)置其值的方式取代了傳統(tǒng)存儲器對位線的預(yù)充電操作,也省去了靈敏放大器。測試結(jié)果表明,存儲器能夠?qū)崿F(xiàn)正常的存儲功能,所實現(xiàn)的兩種儲值方式的編程時間分別為80 ms和120ms,并且沒有發(fā)生過度擦除,存儲器可以承受超過1000次的編程循環(huán)。
【關(guān)鍵詞】：標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝 單柵 非揮發(fā)性存儲器(NVM) Fowler-Nordheim(FN)隧穿 RFlD
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP333
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題背景及研究意義9-15
• 1.1.1 射頻識別標(biāo)簽簡介9-10
• 1.1.2 半導(dǎo)體存儲器的分類10-13
• 1.1.3 應(yīng)用于RFID中的存儲器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.2 論文所完成的主要工作15
• 1.3 論文組織結(jié)構(gòu)15-17
• 第二章 相關(guān)存儲器工作原理17-31
• 2.1 量子隧穿效應(yīng)17-21
• 2.1.1 隧穿理論基礎(chǔ)17-19
• 2.1.2 Fowler-Nordheim隧穿19-21
• 2.2 EEPROM和Flash工作原理21-25
• 2.2.1 EEPROM工作原理21-23
• 2.2.2 Flash工作原理23-25
• 2.3 SRAM工作原理25-28
• 2.4 小結(jié)28-31
• 第三章 單柵存儲器結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作原理31-43
• 3.1 工藝參數(shù)31-32
• 3.2 MOS電容32-35
• 3.3 存儲單元結(jié)構(gòu)及工作原理35-40
• 3.3.1 存儲單元結(jié)構(gòu)設(shè)計35-36
• 3.3.2 存儲單元工作原理36-40
• 3.4 存儲陣列40-41
• 3.5 小結(jié)41-43
• 第四章 存儲單元設(shè)計參數(shù)的確定43-57
• 4.1 電平預(yù)置單元設(shè)計參數(shù)的確定43-44
• 4.2 數(shù)據(jù)存儲單元設(shè)計參數(shù)的確定44-56
• 4.2.1 儲值方式1設(shè)計參數(shù)的確定45-52
• 4.2.2 儲值方式2設(shè)計參數(shù)的確定52-56
• 4.3 兩種儲值方式的比較56
• 4.4 小結(jié)56-57
• 第五章 版圖設(shè)計與芯片測試57-63
• 5.1 存儲器版圖設(shè)計57-59
• 5.1.1 電平預(yù)置單元版圖設(shè)計57-58
• 5.1.2 數(shù)據(jù)存儲單元版圖設(shè)計58-59
• 5.2 芯片測試與結(jié)果分析59-62
• 5.3 小結(jié)62-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 發(fā)表論文和參加科研情況69-71
• 致謝71

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：962085