0.13μmgf工藝32kbiteeprom設(shè)計及實現(xiàn)

1、復(fù)旦大學(xué)碩士學(xué)位論文目 錄摘 要??????????????????????????????1A b s t r a c t ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．：2第一章緒論????????????????????????????

2、．．31 ．1 本文研究的課題和背景?????????????????????????31 ．2 論文的主要貢獻(xiàn)????????????????????????????61 ．3 論文的主要結(jié)構(gòu)????????????????????????????7第二章E E P R O M 存儲陣列工作原理???????????????????．82 ．1 存儲器介紹??????????????????????????????82 ．1 ．1 存

3、儲單元結(jié)構(gòu)介紹????????????????????????82 ．1 ．2 陣列結(jié)構(gòu)介紹?????????????????????????一1 02 ．2 E E P R O M 讀、寫、擦除工作原理????????????????????．1 l2 ．2 ．1 E E P R O M 讀取工作原理?????????????????????．．1 22 ．2 ．2 E E P R O M 寫入工作原理????????????????

4、?????．．1 22 ．2 3E E P R O M 擦除工作原理?????????????????????．．1 22 ．3 E E P R O M 存儲陣列整體工作原理????????????????????．1 32 ．4 i 2 C 串行通訊方式簡介?????????????????????????1 32 ．5 本章小結(jié)??????????????????????????????．1 5第三章E E P R O M 外圍電路

5、設(shè)計實現(xiàn)?????????????????．．1 63 ．1 E E P R O M 整體功能設(shè)計????????????????????????．1 63 ．2 各功能模塊電路設(shè)計?????????????????????????．1 83 ．2 ．1 x Ⅳ方向地址譯碼????????????????????????1 83 ．2 ．2 高壓產(chǎn)生模塊??????????????????????????1 93 ．2 ．3 R e a

6、 d o u t 模塊??????????????????????????????．2 03 ．2 ．4 數(shù)字邏輯???????????????????????????一2 23 ．2 ．5B y t e 譯碼????????????????????????????2 33 ．2 ．6 環(huán)形振蕩器??????????????????????????一2 43 ．2 ．7I n t e r f a c e 模塊??????????????

7、????????????????????．．2 43 ．2 ．8P a d ???．．．．．．．．．．．．．．．．．．??．??．?．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．???????．．．．．．．．．．．．．．．．．．?．．??2 43 ．3 本章小結(jié)??????????????????????????????．2 4第四章E E P R O M 版圖設(shè)計實現(xiàn)???????????????????．．2 54 ．1 版

8、圖設(shè)計簡介????????????????????????????．2 54 ．2 E E P R O M 整體f l o o r p l a n ????????????????????????．2 64 ．2 ．1 模塊分布???????????????????????????．．2 74 ．2 ．2 走線分布???????????????????????????．．2 74 ．3 幾個主要模塊版圖設(shè)計實現(xiàn)?????????????

9、?????????．2 84 ．3 ．1 E E P R O M 存儲陣列???????????????????????．．2 84 ．3 ．2 X ／Y 方向地址譯碼????????????????????????3 04 ．3 ．3 高壓產(chǎn)生模塊?????????????????????????一3 14 ．3 ．4R e a d o u t ．．．．．．．．．．．．?????．??．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．???

10、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．????．?．．．．．．．．．．．．3 24 ．3 ．5 數(shù)字邏輯模塊?????????????????????????．．3 2摘 要進(jìn)入2 1 世紀(jì)后，信息技術(shù)的高速發(fā)展帶動了更大的經(jīng)濟(jì)熱潮，而芯片產(chǎn)業(yè)與計算機(jī)軟件產(chǎn)業(yè)作為知識經(jīng)濟(jì)的兩大重要特征產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)成為了衡量一個國家綜合國力的重要標(biāo)志之一。自1 9 4 7 年貝爾實驗室中第一個晶體管的發(fā)明，讓世界技術(shù)步入了微電子時代，而集成電路作為微電

11、子技術(shù)的核心，在近2 0 年間更是突飛猛進(jìn)。其中電可擦除編程只讀存儲器( E l e c t r i c a l l y E r a s a b l eP r o g r a m m a b l eR e a d —O n l yM e m o r y , 簡稱E E P R O M ) 作為最重要的M O S 存儲器之一，其發(fā)展歷程更可視為整個I C 界的縮影。本文所設(shè)計與實現(xiàn)的是一款3 2 K b i t ( 4 K B y t e

12、 ) ，基于G l o b a lF o u n d r i e s 半導(dǎo)體代工廠中0 ．1 3 9 m E E P R O M 光刻工藝技術(shù)的E E P R O M ，其通信方式為1 2 C 串行通信方式，采用三鋁雙多晶雙阱C M O S 工藝制造。該芯片己于2 0 1 2 年0 5 月在G l o b a lF o u n d r i e s 工廠實施流片，并于0 7 月進(jìn)行封裝測試，整體功能測試通過檢驗。本文中首先介紹了E E P

13、 R O M 的工作原理，包括基本存儲單元的結(jié)構(gòu)，陣列存儲的結(jié)構(gòu)，陣列讀、寫、擦的工作原理，以及1 2 C 串行通信的工作原理及其相對于傳統(tǒng)并行通信方式的優(yōu)勢。其次根據(jù)E E P R O M 的整體功能要求設(shè)計各個模塊的電路，包括X ／Y 方向地址譯碼、高壓產(chǎn)生模塊、靈敏放大器、數(shù)字邏輯、環(huán)形振蕩器等，并對整體電路做了集成設(shè)計。最后是對版圖的設(shè)計實現(xiàn)及優(yōu)化，按照完成的電路設(shè)計，最終完成可生產(chǎn)的芯片版圖，并利用各種常規(guī)驗證及多項可靠性驗證