深亞微米SRAM存儲單元穩(wěn)定性研究.pdf

1、在深亞微米工藝條件下，芯片內(nèi)部可變性日益增加，電源電壓VDD日漸降低，使得SRAM存儲單元穩(wěn)定性受到一定影響，所以我們需要一種簡單高效的穩(wěn)定性判斷方法來縮短設(shè)計時間。并且隨著器件尺寸等比例縮小，芯片集成度升高，封裝密度上升，這一系列的變化都會導(dǎo)致一些意想不到的問題，使得半導(dǎo)體存儲器件的可靠性變差。例如，阿爾法粒子注入引發(fā)的軟錯誤(Soft Error)問題正日益受到關(guān)注。
　　 本文首先介紹了傳統(tǒng)的SRAM單元穩(wěn)定性判斷方法：靜

2、態(tài)噪聲容限(SNM)。隨后引入一種新型N型曲線法對單元的讀寫操作進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該方法比SNM有著明顯的優(yōu)越性。它不但能提供存儲單元的電壓信息，還能提供電流信息，綜合兩者能做出更準(zhǔn)確的穩(wěn)定性判斷。此外，N型曲線法比SNM實現(xiàn)起來也容易很多，只要通過電路仿真即可實現(xiàn)，不需要另外的數(shù)學(xué)運算求靜態(tài)噪聲容限的值。運用N型曲線法對6T存儲單元電路進(jìn)行仿真，研究電源電壓VDD、單元比率r、上拉比率q對存儲單元讀寫操作的穩(wěn)定性影響，得出以下結(jié)論：VDD

3、的增大使得讀操作穩(wěn)定性增強(qiáng)而寫能力卻降低；單元比率r升高有利于改善讀穩(wěn)定性；降低上拉比率q有利于提高單元寫能力。
　　 然后，針對目前SRAM存儲單元面臨的α粒子注入引起的軟錯誤問題，用一個簡化的反相器模型，模擬其在α粒子注入時的輸出變化。將該輸出用作SRAM存儲單元電路仿真的輸入信號，從而研究α粒子注入對存儲單元雙穩(wěn)電路的穩(wěn)定性影響。其中，α粒子的注入通過一個單指數(shù)電流源來模擬。得出結(jié)論：PMOS等效電阻越大或者存儲節(jié)點電容越