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时间:2019-02-28
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1、东南大学硕士学位论文0.5微米逻辑工艺实现嵌入式OTP器件特征研究姓名:房世林申请学位级别:硕士专业:软件工程(集成电路)指导教师:时龙兴;滕敬信20070615摘要随着集成电路技术的发展,尤其近年来系统集成芯片(Soc)技术的发展迅猛,嵌入式存储器在许多电路中的应用前景倍受关注。面非挥发性存储器(NvM)技术是电路设计师和电路应用工程师的最佳选择,对于低成本、高可靠性的电路来说.兼容逻辑电路工艺实现嵌入式’‘次编程存储器(OTP)技术是最有发展前途的一项选择。OTP(OneTuneProgrmn)作为嵌入式存储器的
2、核心单元影响着存储器乃至整个电路的性能,电路要求OTP有好兼容性和较高的数据保持能力(>lO年)。兼容性和较高的数据保持能力要求使得目前所用的标准OTP工艺复杂,不易集成。且成本较高,所以寻求一种解决方案来满足要求,又能与普通CMOS工艺相兼容的OTI'在提高集成度和降低成本方面有着重要的意义。基于PMOS的单层多晶一次编程(drP)非挥发性存储器以与CMO$优良的工艺兼容性,较好的数据保持能力被电路设计者所采用。本文对0.5微米逻辑工艺实现嵌入式OTP器件特征进行了系统性研究。首先介绍了非挥发性存储器(NVM)技术
3、的历史发展过程和应用发展现状;然后对OTP的特点进行了分析,通过对单层多晶OTP工艺的优化,得到了符合设计要求的特性参数。最后对流水中可能出现的器件失效机理进行分析.并提出改进方法.本文报告了0.5um逻辑电路工艺实现嵌入式一次编程存储嚣(arP)技术在经过工艺优化后,通过测试分析发现。O'I'P器件的导通态的电流和截止态的电流窗D(10ff<2uA,Ion>40uA).及数据保持能力完全达到了设计的目标要求。关键诃:逻辑工艺,存储器,嵌入式OTP,数据保持.-n·东南大掌硬士学位论文AbsttactWiththed
4、evelopmentoftheintegratedcircuits,especiallythedevelopmentofthegOC,theapplicationoftheembeddedmemoryiDtheimegratedc㈣tsbeeom口,mandJnomOTP,whichiscompatiblewiththestandardCMOSprocess,isOlleofthemostexcellenttechnologies.Inordert0keeptheUghperf㈣ofOTP,theprocesswil
5、tbeverycomplex,SO∞tOthe11ighcost.Soitisvery.皿portmtofindthecompatiblepl_clCeSSinordertonxlIlcethecostoftbelCswithOFF.AsinglepolyPMOS-basednon-volatilememorycellfllllycompatiblewith0.5umstmldardCMOSfabricationproc∞∞sispr∞mIcd.itconsistsofaPMOS∞cBsmmsismrinseries
6、晰tIlaPMOStransislorwhosegazeisleftfloating.Thecellconfigurationeliminatestherequirementofacontrolgate,andthereforembefabricatedwithoutusingdoublepoly鲫es.Thecellsavesercacomparedtoothersinglepolynon-volatilememorycellsbasedOilCMOSapproaches,whichrequzrebothNMOSa
7、ndPMOStnmsistors..ThecellswmfabricatedmiJ瞎a0.5mnsmnda柑CMOgprocessofCSMCFAB-I.Thepfogrmmingmechanismofthecellishotelectroninjection.Thedeviced碍盯扯m:risticshowsthinThe—q妒mmIiIlgoI'硎彻canbeperfom弛'd砸programmingvoltagesaroundlVds
8、=Ⅳ,and廿leoffstanlscurrentloff<2uA,Ons
9、tatusa山1咖Ion>40uA.ThecellcanbeusedesanyOTPembeddedapplicationandprovidesavet/cheapalternativetoEmbeddedOTPsinCMOSICswithoutanymodificationoftheCMOSDevicemodelandfabricationp
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