28 nm低功耗工艺SRAM失效分析

在28 nm低功耗工艺平台开发过程中,对1.26 V测试条件下出现的SRAM双比特失效问题进行了电性能失效模式分析及物性平面和物性断面分析.指出失效比特右侧位线接触孔底部空洞为SRAM制程上的缺陷所导致.并通过元素成分分析确定接触孔底部钨(W)的缺失,接触孔底部外围粘结阻挡层的氮化钛(TiN)填充完整.结合SRAM写操作的原理从电阻分压的机理上解释了较高压下双比特失效,1.05 V常压下单比特不稳定失效,0.84 V低电压下失效比特却通过测试的原因.1.26 V电压下容易发生的双比特失效是一种很特殊的SRAM失效,其分析过程及结论在集成电路制造行业尤其是对先进工艺制程研发过程具有较好的参考价值.     

一种低压低功耗Flash BiCMOS SRAM的设计

设计了一种静态随机读写存储器(SRAM)的BiCMOS存储单元及其外围电路。HSpice仿真结果表明，所设计的SRAM电路的电源电压可低于3V以下，它既保留了CMOS SRAM低功耗、高集成度的特征，又获得了双极型电路快速、大电流驱动能力的长处，因而特别适用于高速缓冲静态存储器和便携式数字电子设备的存储系统中。     

用于SRAM的低功耗位线结构

提出了一种用于SRAM的低功耗位线结构,通过两种途径来实现低位线电压.在写操作时,利用单边驱动结构来抑制位线上充电电压的过大摆动;在读写操作时,改进预充结构来使位线电压保持较低.仿真表明,该结构使功耗大大节省.     

SRAM数据保护的两个电路

ＳＲＡＭ数据保护的两个电路张尉金素华（空军雷达学院１１４信箱，武汉，４３００１０）ＳＲＡＭ（静态随机存贮器）在单片机及数字电路中应用广泛。但在许多场合（如双口ＲＡＭ的数据保护、掉电保护、替代ＥＰＲＯＭ调试单片机用户板等），需要精心设计ＳＲＡＭ数据保护...     

基于FPGA的SRAM测试电路的设计与实现

为了保证独立的SRAM模块或嵌入式SRAM模块功能的完整性与可靠性,必须对SRAM模块进行测试。介绍了一种基于Ahera DE2开发板的面向字节的SRAM测试电路的设计与实现。测试算法采用分为字内和字间测试两部分的高故障覆盖率March C-算法;设计的测试电路可由标准的JTAG（联合测试工作组）接口进行控制。设计的测试电路可测试独立的SRAM模块或作为BIST（内建自测试）电路测试嵌入式SRAM模块。验证结果表明该SRAM测试系统是非常高效的。     

一种阵列布局优化的256 kb SRAM

介绍了一种阵列布局优化的256 kb(8 k×32位)低功耗SRAM。通过采用分级位线和局部灵敏放大器结构,减少位线上的负载电容;通过电压产生电路,获得写操作所需的参考电压,降低写操作时的位线电压摆动幅度,有效地减少了SRAM读写操作时的动态功耗。与传统结构的SRAM相比,该256 kb SRAM的写功耗可减少37.70 mW。     

基于物理α指数MOSFET模型的SRAM存储体单元优化

存储体单元是静态随机存储器(SRAM)最基本、最重要的组成部分,它在改善系统性能、提高芯片可靠性、降低成本与功耗等方面都起到了积极的作用.该文采用物理α指数MOSFET模型建立了与SRAM存储体单元相关的功耗,延迟的性能模型,并结合存储体单元面积模型以及可靠性分析,提出了一种存储体单元结构优化方法.实验结果表明采用此优化方法得出的存储体单元结构降低了功耗,访问时间以及面积,与仿真结果相比误差小于10%,实验仿真结果证明了性能模型和优化方法的有效性和正确性.     

SRAM版图布局方向对产品失效率的影响

静态随机存储器(SRAM)是集成电路中重要的存储结构单元。由于其制备工艺复杂、关键尺寸较小、对设计规则的要求最为严格,因此SRAM的质量是影响芯片良率的关键因素。针对一款微控制单元(MCU)芯片的SRAM失效问题,进行逻辑地址分析确认失效位点,通过离子聚焦束(FIB)切片及扫描电子显微镜(SEM)分析造成失效的异常物理结构,结合平台同类产品的设计布局对比及生产过程中光刻工艺制程的特点,确认失效的具体原因。对可能造成失效的工艺步骤或参数设计实验验证方案,根据验证结果制定相应的改善措施,通过良率测试及SEM照片确认改善结果,优化工艺窗口。当SRAM中多晶硅线布局方向与测试单元中一致时,工艺窗口最大,良率稳定;因此在芯片设计规则中明确SRAM结构布局方向,对于保证产品的良率具有重要意义。     

新型4T SRAM的读辅助电路设计

SoC芯片的很大一部分面积被存储器占据,而静态随机存储器SRAM为主要部分,因此高密度的SRAM研究引起更多重视。随着半导体工艺的不断发展,SRAM存储器的读写性能愈发重要。研究和分析了两种高密度、低功耗、高速的SRAM读辅助电路,即降低字线电压电路和增大供电电压电路。针对存储密度提升的4T SRAM,通过使用读辅助电路,增强了数据读取的稳定性,同时可以保证SRAM的数据写能力。在55 nm CMOS工艺条件下,相对传统6T SRAM,4T存储单元的面积减小20%。仿真结果表明,通过在外围电路中设计辅助电路,4T SRAM的读稳定性改善了134%。     

可替代SRAM的1兆位铁电存储器

Ramtron国际公司宣布推出1兆位的铁电存储器产品——FM201．08该存储器的工作电压为3Y，采用32引脚TSOP封装，FM20L08是Ramtron目前生产的容量最大的铁电俘储器，可以对其进行尢限次的读写操作。该型号是专门设计用束替换标准异步静态随机存储器的（SRAM）。同时．这个型号还特别适用电压多样或者电压会突然丢失的存储数掂系统，如机顶盒、汽车远程信息处理及工业应用等系统。     

一种提高阻变存储器擦除可靠性的写电路设计

针对现有阻变存储器中严重影响擦除操作可靠性的"写回"现象,结合测试数据、材料特性及电路原理分析了引起这种现象的主要原因,给出了一种加入"擦除反馈"功能的写电路设计方案。该方案能够对擦除操作进行监控,一旦发现操作完成,立即使用反馈电路关闭写驱动的输出以停止擦除操作,防止"写回"现象。优化后的写电路方案在0.13μm标准CMOS工艺下进行了流片验证。通过测试数据的分析对比,可以看到相比传统的写电路方案,采用文中的电路设计能明显降低"写回失效"的可能,大幅度提高擦除操作的可靠性。     

一种优化低电压SRAM灵敏放大器时序的4T双复制位线延迟技术

提出一种减少SRAM存取时间的4T双复制位线延迟技术.该技术主要降低灵敏放大器使能信号的时序变化.该设计通过增加另外一根复制位线并提出一种新的4T复制单元,以优化低电压SRAM灵敏放大器的时序.TSMC 65nm工艺仿真结果表明,在0.6V电源电压下,与传统复制位线设计相比,该技术的灵敏放大器使能信号时序的标准偏差降低30.8%,其读周期减少12.3%.除此之外,由于4T复制单元的MOS管数与传统复制单元相比降低1/3,减小了整体面积开销.     

基于分离位线DICE结构的SRAM存储单元版图抗辐射设计

在SRAM加固设计中,存储单元的版图抗辐射设计起着重要的作用。基于分离位线的双互锁存储单元（DICE）结构,采用0.18μm体硅工艺,根据电路功能、结构和抗辐射性能,设计了一种新的NMOS隔离管的SRAM存储单元版图结构。根据分析结果,SRAM存储单元在确保存储单元功能的前提下,具备抗总剂量效应、抗单粒子翻转和抗单粒子闩锁效应,同时可实现单元面积的最优化。     

基于仲裁器PUF的SRAM FPGA防克隆技术设计与实现

为保护电子设备中使用的静态随机存储器(SRAM)型现场可编程门阵列(FPGA)内部电路设计不被窃取,设计了用于SRAM FPGA的防克隆电路.该电路利用FPGA制造过程中的随机误差,提取每块芯片独一无二的ID.在此ID的控制下,被保护电路只能在指定的FPGA中正常运行,而在未指定的FPGA中运行时,无法产生正确的输出,从而达到防克隆目的.防克隆电路由使用仲裁器的物理不可克隆函数(PUF)、多数表决器、运算门阵列等三部分构成,其中仲裁器PUF电路用于提取ID,多数表决器起到提高输出稳定性的作用.最后在FPGA开发平台上证明了该电路的可行性.     

部分耗尽SOI静态存储器位线电路的研究

对部分耗尽SOI CMOS静态存储器的位线电路进行了模拟和研究,详细分析了BJT效应对SRAM写操作过程的影响,给出了BJT效应在SRAM写操作过程的最坏条件和最好条件下存储单元门管的瞬态泄漏电流的模拟结果;在详细分析BJT效应影响的基础上,对"First Cycle"效应进行了全面的研究.结果表明,"First Cycle"效应对写操作影响较大;研究了位线电容负载对存储单元门管体电位的依赖.最后,给出了研究结果.     

一种双存取SRAM接口电路设计

存储器对DSP的性能影响很大,双存取SRAM能以单端口SRAM的面积实现类似双端口SRAM的功能。提出一种实现存储器单周期双存取功能的驱动电路的设计,根据访存时序改进了DSP总线结构和双存取SRAM的接口控制单元。仿真结果表明,双存取SRAM驱动电路与DSP总线能够实现有效的连接和高效的访存性能。     

一种深亚微米SRAM6T存储单元的设计方法

文章首先分析了静态随机存储器（SRAM）6T存储单元结构的基本工作原理,总结了6T存储单元的优缺点并介绍了存储单元的重要参数静态噪声容限（SNM）。在此基础上给出了一种基于实际深亚微米CMOS工艺的存储单元的设计方法,该方法的优势在于首先考虑单个读、写操作的限制,然后将多个限制因素综合在一起考虑,并通过三维曲线图形为仿真提供指导,以提高设计效率,缩短设计周期。最后给出了存储单元的晶体管参数并采用Hspice进行验证,仿真结果表明,采用这种方法设计出来的单元是稳定可靠的。