● 摘要
伴随信息时代的到来,电子和数码产品存在于我们的生活中每时每刻。而这些产品使用着各式各样的存储器,闪存则占据着重要分量。flash memory即闪存,是一种非易失性存储器,数据不会因为掉电而遗失。flash memory已经成功取代了许多存储器,现已经应用在了许多存储电路中,比如大规模集成电路,CPU电路等等。Flash芯片设计的核心是存储单元的设计,外围电路都是围绕核心设计而设计的。在flash memory的设计全过程中,验证是影响项目开发进度的重要要素。主要是因为随着芯片复杂性的增加,验证涉及领域也在急速的增涨。经数据显示,当前flash的设计过程中,验证消耗的时间几乎占到整个流程周期的70%乃至85%以上[2]。验证已经是flash集成电路开发的一个瓶颈。
本文主要对40nm工艺的flash memory生产及开发验证进行研究,给出各个阶段的验证原理、方法及各仿真数据。随着集成芯片集成度越来越高,频率越来越快,随之功耗越来越大。迅速增加的功耗给芯片使用和封装以及可靠性等等方面都带来诸多问题,因此降低功耗是flash IP的必然要求。整个发展趋势要求生产工艺也越来越精细,从过去的20nm,到目前40nm,28nm飞跃式的跨步,对芯片的结构提出了严峻的考验。本文针对目前形势,提出了一种新型的MONOS结构类型,其主要特点是工作速度快、功耗小、单元面积小、集成度高、可靠性好、可重复擦写10万次以上,数据可靠保持可超过10年。并对这种结构的存储器生产进行了流程性验证,从功能验证,版图设计,版图验证,到后期流片前的特性测试等验证环节进行了验证。在版图设计阶段,文中提出了一种可以缩短生产周期并且减少资金的方法,通过对通用模块添加边界和引脚层,将各模型的进行正确拼接,通过脚本执行操作,从而快速得到所需要的存储器结构。对所得的版图进行相应的DRC、LVS验证,确保工艺生产可以顺利进行。最后一章对生产出来的芯片采用了一种面向PC机的省时省力的测试方法,摒除了传统测试机的繁琐操作流程,对经过特定工艺加工出来的memory的写消动作的时间及电压特性进行评价性验证。虽说整个验证流程是复杂的,但这样生产出来的芯片更具有高的可靠性和良品率。
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