《二、一次可编程存储器OTP》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二、一次可编程存储器OTP（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一次可编程存储器(OTP)1.2.3.4.5.内容:OTP概论OTP分类串联晶体管型OTP电路结构及工作原理OTP存储器的测试OTP烧写注意事项及过程分析雷鑑铭博士副教授华中科技大学电子科学与技术系超大规模集成电路与系统研究中心2010年5月鑑铭内容:OTP概论OTP：OneTimeProgrammab,次可编程存储器；OTP是界于MASK和FLASH之间的，采用前者工艺的由于程序已经固化，因此缺少灵活性，但成本低。而采用后者工艺的灵活性好，但成本相对较高。在这样的背景下，OTP工艺应运而生，实际上是而者优势的折中，既有一定的灵活性，成本又不太高。OTP是做完以后再写进去的，但只能写一次制作的
2、时候就把代码做好的就叫MASKROM。1. OTP概论2. OTP分类3. 串联晶体管型OTP电路结构及工作原理4. OTP存储器的测试5. OTP烧写注意事项及过程分析雷鑑铭雷鑑铭OTP分类耦合电容型OTP基于标准CMOS工艺的OTP存储器从结构上主要分为三种：耦合电容型(CoupleCapacitor)串联晶体管型(SerialMOSFET)电介质击穿型(Fuse/Anti-Fuse)以上所述三种类型的结构它们的共同特点是可以和现有的CMOS逻辑工艺结合，不需要额外掩模层，降低了成本和制造难度，这也是目前LogicOTP主流类型。右图为Monolithic公司的LogicNVM的存储单元这
3、种结构一般都是有一个电容连接到读取管的栅上,通过电容的充放电来改变栅上电荷的数量，也即是通过改变读取管的阈值电压达到控制管子的开启还是关断的状态。以PMOS管为列，电子被有选择的注入到栅上，这就使PMOS管的阈值电压的绝对值减少，以致使在正常偏置条件下，该读取管打开。鑑铭鑑铭串联晶体管型OTP电介质击穿型OTP上图为eMemory公司的LogicNVM的存储单元这种结构一般都是通过管子串联得到，其中一个为控制管，一个为读取管，读取管的栅极浮空，是通过对浮栅电荷的注入，到达改变读取管的阈值电压进而改变其开启关断状态的目的。上图为Sidense公司的1TOTP存储器的存储单元它主要是通过对薄氧化层
4、区域击穿达到对存储单元编程的目的雷鑑铭雷鑑铭内容：OTP电路结构1. OTP概论2. OTP分类3. 串联晶体管型OTP电路结构及工作原理4. OTP存储器的测试5. OTP烧写注意事项及过程分析实现单层多晶的非易失性存储器按照编程方式的不同主要分为两种：载流子编程和电介质击穿编程。它们主要是通过改变连接管子的导通状态达到存储信息的目的。其中有代表性的产品有eMemory公司单层poly的EPROM，以Sidense公司的ANTI-FUSE存储器，前者是载流子编程的代表，后者为电击穿编程的代表。雷鑑铭雷鑑铭OTP电路结构OTP存储单元的工作机制它由两个PMOS管串联组成，其中两个晶体管共用一个
5、漏极，在一定程度上减少了存储单元所占的面积。第一个PMOS管作为选通晶体管，它的栅极连接到SELECTGATE电压(VWL)，它的源极接到SOURCELINE电压(VSL)，它的漏极和第二个PMOS的漏极连接到一起，而第二个PMOS的源极接到BITELINE电压(VBL)，同时这两个连接的PMOS管的NWELL也连接到一个NWELL电压(VNW)。第二个晶体管作为存储管，它的栅极作为浮栅，用以存储电荷达到编程的目的。一、存储单元的编程上左图为写1操作，写1过程中对存储单元各端添加相应的电压，电子被选择性的注入到存储管的浮栅FG上，则存储管的浮栅电压变得低于ground电压，这样存储管就会保持在
6、打开状态，写1完成。上右图为写0操作，写0过程中对存储单元各端添加相应的电压，在这样的偏置下，没有电子注入到浮栅FG上，存储管的栅电压没有被改变，仍保持关断状态，成这个过程为写0。雷帝鑑铭雷帝鑑铭OTP存储单元的工作机制OTP存储单元的工作机制氧化硅，很薄一层的氮化硅或是相关的材料等等。对于OTP存储器来说，这些可以让紫外线穿通的电介质层的数目，主要取决于它们之间的互联等级。二、存储单元的擦除在擦除模式中，在经过紫外线的照射之后，存储管的状态被改变，电子通过紫外线照射的方式从浮栅上逃脱，解除编程状态，存储管的阈值电压恢复到未编程状态。为了完成擦除，存储单元以及它的外围电路必须用一种紫外线可穿过
7、的电介质材料覆盖，这种材料可以是氮氧化合物，口_Lrt上乙丄丄、八A三、存储单元的读取上左图为读1操作，读1过程中对存储单元各端添加相应的电压，如果存储单元是被写1操作的，则浮栅上就会被电荷充电，则VFG-VSVTHP（PMOS的阈值电压），管子关断，读取状态0。鑑铭雷鑑铭内容:OTP存储器的测试1. OTP概论2. OTP分类3. 串联晶体管型OTP电路结构及工作原理4. OTP存储器的测试5. OTP烧写注意事项及过程分析对于OTP来说有几个重要的功能性参数，用于评估单元的性能。这些参数基本可以分为两大类：耐久力（endurance）和数据保持能力（dataretention）耐久力特性表
8、现于存储器的阈值电压区间，它与编程次数有密切的关系。NVM可以被编程和擦除直到氧化层被破坏。这也意味着NVM有效的可编程次数是有限的，比如说大部分商用EEPROM产品可以保证百万次的有效编程次数。此情况下氧化层的破坏通常被称为氧化层的降级，而一个存储器可以经受的最大编程次数被称为耐久力。阈值电压窗口关闭通常发生在两者值（高电平与低电平状态）太小以至不能被明显区分。雷鑑铭雷鑑铭内容:数据保持能力特性数据保持能力是衡量一个NVM存储器单元在无电源供应情况下可以保持数据的时间。在浮栅型存储器中，存储在浮栅区的电荷会通过栅氧化层流失。由自由电子（离子）移动和氧化层中缺陷所产生的漏电流，会导致单元阈值电
9、压的改变。不同的电子流失方式有：温度引起的电离、电子中和、由于正离子污染引发的流失等。测试实例见文档OTP存储器数据保持能力测试1. OTP概论2. OTP分类3. 串联晶体管型OTP电路结构及工作原理4. OTP存储器的测试5. OTP烧写注意事项及过程分析鑑铭鑑铭OTP烧写注意事项OTP烧写注意事项编程烧写OTP芯片时注意：芯片信号与烧写软件的一致性，不可混淆！在安装好设备之后，烧写前先做空白片检测，OTP芯片不可多次烧写不同内容；注意OTP芯片烧写电压与系统工作电压的不一致性，合理选用电压适配器。注意烧写PIN之间连接的准确性，以及各接触点接触的良好性。OTP芯片烧写前，应详细了解所用芯
10、片的技术资料。避免在高温、高湿、灰尘多的环境操作或者存放烧录器。请客户注意烧录芯片时，尽量避免外部讯号如手机讯号的干扰,以及用手碰触ic和烧录系统的干扰等。芯片烧写量超过lOKpcs时，请用酒精擦拭或更换插座，避免插座被氧化造成烧录不良。如果连续烧写不良率偏咼，建议将烧写器送回原厂检修，查证是否烧写器的问题。保持操作过程中静电的防护：有可能接触ic的工人最好要佩戴静电环。手上不要佩戴橡胶手套等容易起静电的对象。适当增加空气湿度，可有效防止静电的产生。确保OTPWRITER与写入架之间的连接线要尽可能短且尽量使用阻抗较小的连接线如电脑硬盘连接线.雷鑑铭雷鑑铭OTP烧写注意事项对于用户采用COB(ChiponBoard)组装方式时，OTP芯片可以使用在系统编程(InSystemProgramming)方式编程。使用在系统编程方式编程时，用户必须在印制板(PCB)上预留出OTP芯片的编程接口，以便连接OTP编程器进行编程。为了提高OTP编程的可靠性，在编程操作时OTP编程信号线必须直接连接到OTP编程器上，不允许有其它器件或外加电路与之并联。雷鑑铭Q&A!雷鑑铭
