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基于65nm工艺的256Bit eFuse设计

作　者: 柳竹宁
导　师: 刘毅；杨绪华
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 电可编程熔丝一次可编程 65nm 可制造性设计顺序存取
分类号: TN402
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 68次
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内容摘要

本文参阅了大量的相关文献,研究了eFuse(electrically programmable Fuse电可编程熔丝)的发展状况和基本原理,基于SMIC的65nm低漏电工艺,设计了顺序存取(先进后出)256bit的eFuse。eFuse技术是利用金属电迁移现象发展起来的一种技术,它能和CMOS工艺技术兼容,面积小。主要用做执行冗余,现场修复芯片,对芯片重新编程,使电子产品变得更加智能化。多晶硅熔丝是eFuse技术的基本元件,它的性能不仅和材料有关,而且和工艺掺杂、温度系数以及编程环境有密切的关系,文章结合工程实践研究了这些参数对多晶硅熔丝的影响,探讨了如何实现高可靠性的多晶硅熔丝。并且,针对65nm工艺中NBTI(Negative Bias Temperature Instability负温度偏置不稳定效应)的影响提出了一种新的实现eFuse存储单元的方法,有效的降低了灵敏放大器的灵敏转折点的波动,从而进一步提高了eFuse的可靠性。同时,在版图设计过程中增加了先进工艺中不可缺少的设计——DFM(可制造性设计),提高了产品的良率、减小了生产周期并且降低了成本。最后,流片测试表明该设计性能良好。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 课题的研究背景  7
  1.2 eFuse 技术概述  7-8
  1.3 eFuse 技术与?-Fuse 技术的比较  8-9
  1.4 eFuse 的前景  9
  1.5 6511m 工艺特点  9-11
  1.6 本文工作及章节安排  11-13
第二章 eFuse 原理  13-27
  2.1 多晶硅熔丝  13-14
    2.1.1 多晶硅熔丝的基本结构  13-14
    2.1.2 多晶硅熔丝的电学特性  14
  2.2 多晶硅熔丝的可靠性分析  14-21
    2.2.1 电迁移  15
    2.2.2 掺杂  15-17
    2.2.3 形状  17-18
    2.2.4 编程机制  18-20
    2.2.5 本项目中的多晶硅熔丝  20-21
  2.3 eFuse 存储单元  21-23
    2.3.1 存储单元写模式  22
    2.3.2 存储单元读模式  22-23
  2.4 灵敏放大器  23-24
  2.5 改进的读模式电路  24-25
  2.6 小结  25-27
第三章基于6511m 工艺的2568it eFuse 的设计  27-43
  3.1 eFuse 整体结构及仿真环境  27-28
    3.1.1 eFuse 整体结构  27-28
    3.1.2 仿真环境  28
  3.2 eFuse cell  28-34
    3.2.1 eFuse 存储单元  28-33
    3.2.2 eFuse 单元阵列  33-34
  3.3 读/写控制单元  34-36
    3.3.1 时钟同步电路  34-35
    3.3.2 上升沿检测电路  35-36
  3.4 读写单元  36-39
    3.4.1 时分复用读写单元  36-38
    3.4.2 读时序单元  38-39
  3.5 top 电路仿真  39-40
    3.5.1 写模式仿真  39
    3.5.2 读模式仿真  39-40
  3.6 小结  40-43
第四章版图设计  43-51
  4.1 DFM （Design For Manufacture，可制造设计）  43-44
  4.2 版图设计  44-48
  4.3 小结  48-51
第五章测试结果  51-57
  5.1 Pre-read 测试  51-52
  5.2 Post-read 测试  52-55
  5.3 小结  55-57
第六章结论  57-59
致谢  59-61
参考文献  61-63

基于65nm工艺的256Bit eFuse设计

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