基于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的純邏輯非揮發(fā)性存儲(chǔ)器關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在電子產(chǎn)品中、SOC(System On Chip,片上系統(tǒng))或者ASIC設(shè)計(jì)中,經(jīng)常需要小容量(幾十比特?cái)?shù)到幾K比特?cái)?shù))的NVM(Non-Volatile Memory,非揮發(fā)性存儲(chǔ)器),但是傳統(tǒng)的NVM由于需要多層多晶硅來形成浮柵器件,其制造生產(chǎn)相對于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝來說,需要額外的光罩和工藝步驟,不但工藝復(fù)雜而且生產(chǎn)成本高,不利于系統(tǒng)集成;并且擦寫時(shí)因?yàn)樾枰?5V左右的高壓,從而導(dǎo)致功耗較高,在低功耗、低成本的應(yīng)用場合(如RFID

2、)并不適用。本文主要研究基于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的純邏輯非揮發(fā)性存儲(chǔ)器。
　　本文針對UHF RFID應(yīng)用,創(chuàng)新性地采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝設(shè)計(jì)出純邏輯非揮發(fā)性存儲(chǔ)器,也稱為MTP(本文把研究對象稱為MTP);并提出相應(yīng)的存儲(chǔ)陣列。本文采用兩個(gè)柵極對接的MOS電容來模擬浮柵結(jié)構(gòu),存儲(chǔ)信息。兩個(gè)對接的MOS電容柵極面積一大一小,柵極面積大的就相當(dāng)于控制柵電容(類似于Flash和EEPROM的控制柵),控制柵電容可以用來控制浮柵中的電壓大小,

3、以便形成產(chǎn)生FN遂穿效應(yīng)所需的電場;浮柵中電荷的俘獲和移除通過遂穿效應(yīng)來完成。
　　另外,本文還創(chuàng)新性地采用新型的電荷泵系統(tǒng),引進(jìn)快慢時(shí)鐘的方法分兩步爬坡的形式來完成高壓的抬升,拉長整體升壓時(shí)間,降低編程功耗;此外,為了減少功耗,采用電容分壓的形式來檢測電壓;采用全PMOS設(shè)計(jì)出新型的倍壓器,降低了傳輸過程中的電荷損失,采用四相位時(shí)鐘進(jìn)行邏輯控制來防止PMOS管反向漏電,使得倍壓器在低至1V的情況下效率仍達(dá)到60％以上,使得MTP