OTP存儲器設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)研究.pdf

1、OTP存儲器的功能介于Mask ROM和EPROM之間，既給用戶提供一定自由配置的空間又無需復(fù)雜的擦除機(jī)制，所以其電路結(jié)構(gòu)簡單且可靠性高，被廣泛應(yīng)用于密鑰保存、嵌入式存儲及空間軍事應(yīng)用。論文旨在設(shè)計實現(xiàn)一款功能正確性能良好的OTP存儲器。
　　論文參考了國內(nèi)外OTP存儲單元的設(shè)計方案，分析了存儲單元的工作原理，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計。由于編程后的特性難以在仿真上體現(xiàn)，存儲單元在實際工藝線上進(jìn)行了流片并完成了測試。以存儲單元的實測結(jié)果為

2、基礎(chǔ)，討論了存儲器外圍電路的構(gòu)建方案。其中多維譯碼方式配合了存儲陣列的排布并且縮短了延遲時間；編程電路采用高壓復(fù)制型的電荷泵，在芯片內(nèi)部有選擇地產(chǎn)生編程高壓，減小了高壓信號對內(nèi)部電路和存儲陣列的影響；讀取電路以位線充放電過程為基礎(chǔ)，具有較短讀取時間和較大的讀取閾值；片選和輸出使能模塊為更高一級系統(tǒng)對存儲器的調(diào)用提供了基礎(chǔ)，能降低整體系統(tǒng)功耗，也和譯碼信號一起為編程和讀取過程起到了控制作用。外圍電路的邏輯功能使用Spectre仿真得到了驗

3、證。
　　電路構(gòu)建完成之后進(jìn)行了存儲器整體版圖的設(shè)計并在0.18μm工藝上進(jìn)行了流片。版圖設(shè)計中考慮了各類可制造性設(shè)計問題以提高芯片制造良率，并在關(guān)鍵信號處設(shè)置了測試點以供芯片測試過程中錯誤的排查。使用Calibre驗證了版圖設(shè)計規(guī)則和連接關(guān)系，并解決了特殊器件的網(wǎng)表提取等細(xì)節(jié)問題。在此基礎(chǔ)上提取了寄生參數(shù)并使用Finesim工具進(jìn)行后仿真。流片后對芯片進(jìn)行了實際測試。后仿真和實測結(jié)果都表明讀寫功能正確，電荷泵可以產(chǎn)生所需高壓完成