基于MTM反熔絲結構的OTP存儲器讀出系統(tǒng)的設計.pdf

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

2、l）反熔絲設計OTP存儲器里的讀出系統(tǒng)，包括以下子模塊：地址跳變檢測、脈沖擴展、控制信號生成、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存儲器的整體結構，設計了基于反熔絲型器件的存儲位元，并分析其工作原理。然后對OTP存儲器的讀出系統(tǒng)作出充分的理論研究，包括各個子電路模塊采用什么樣的電路結構、對性能指標有影響的因素有哪些等等。尤其對靈敏放大器作出了詳細

3、深入的研究，分析了位線上負載的大小對讀出時間的影響以及存儲位元內寄生電容對讀取閾值的影響。在理論分析的基礎上基于MTM反熔絲設計了整體讀出電路，設計過程中的大量仿真量化了寄生參數(shù)對性能指標的影響，并得出了不同工藝角、溫度組合下的讀出時間和讀取閾值，如TT工藝角、27℃下讀出時間和讀取閾值分別為25.5ns和9.8KΩ。版圖設計及驗證工作結束后提取出了電路里的寄生參數(shù)并用FineSim對所設計電路進行了后仿真，結果顯示所設計的各項關鍵性能