基于MTM反熔絲結(jié)構(gòu)的OTP存儲(chǔ)器讀出系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、信息科技的飛速發(fā)展對(duì)信息傳輸里的信息安全提出越來(lái)越高的要求。存儲(chǔ)器是信息科技中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信息交換的主要載體，也因此成為了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重。在這種背景下，作為只可以進(jìn)行一次編程的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，OTP(One-Time-Programmable)存儲(chǔ)器憑借其極強(qiáng)的可靠性、抗干擾性在對(duì)抗輻照、保密特性要求很高的領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，比如：航天航空、軍工、國(guó)際空間站等等。
　　論文的目的是基于MTM（Metal-To-Meta

2、l）反熔絲設(shè)計(jì)OTP存儲(chǔ)器里的讀出系統(tǒng)，包括以下子模塊：地址跳變檢測(cè)、脈沖擴(kuò)展、控制信號(hào)生成、靈敏放大器、DICE（Dual-Interlocked-Storage-Cell）鎖存器、數(shù)據(jù)雙向端口等等。本文首先概述了OTP存儲(chǔ)器的整體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了基于反熔絲型器件的存儲(chǔ)位元，并分析其工作原理。然后對(duì)OTP存儲(chǔ)器的讀出系統(tǒng)作出充分的理論研究，包括各個(gè)子電路模塊采用什么樣的電路結(jié)構(gòu)、對(duì)性能指標(biāo)有影響的因素有哪些等等。尤其對(duì)靈敏放大器作出了詳細(xì)

3、深入的研究，分析了位線上負(fù)載的大小對(duì)讀出時(shí)間的影響以及存儲(chǔ)位元內(nèi)寄生電容對(duì)讀取閾值的影響。在理論分析的基礎(chǔ)上基于MTM反熔絲設(shè)計(jì)了整體讀出電路，設(shè)計(jì)過程中的大量仿真量化了寄生參數(shù)對(duì)性能指標(biāo)的影響，并得出了不同工藝角、溫度組合下的讀出時(shí)間和讀取閾值，如TT工藝角、27℃下讀出時(shí)間和讀取閾值分別為25.5ns和9.8KΩ。版圖設(shè)計(jì)及驗(yàn)證工作結(jié)束后提取出了電路里的寄生參數(shù)并用FineSim對(duì)所設(shè)計(jì)電路進(jìn)行了后仿真，結(jié)果顯示所設(shè)計(jì)的各項(xiàng)關(guān)鍵性能