E-fuse单元性能测试和外围电路研究

论文摘要

本文主要介绍了电熔丝E-fuse单元的各种编程特性以及与其相关的外围电路设计。目的是通过设计简单优化的外围读写电路对不同特征的电熔丝单元进行读写操作,然后根据大量的测试结果进行数据统计分析,最后确定稳定性好且尺寸最优的电熔丝E-fuse单元。对于不同工艺下不同掺杂的E-fuse单元,不同的编程环境可能获得差别很大的编程后电阻;在对E-fuse单元进行测试研究的过程中,测试环境也可能造成测试结果的不同;所以在对电熔丝的研究中,大量的数据采集是必须的。简单优化的编程电路能够快速的对电熔丝单元进行编程,灵敏度好的读取电路可以精确读取处于不同编程状态的电熔丝单元。通过调整读取电路中相关晶体管的参数,可以提高电路对编程后电熔丝电阻的感应灵敏度,达到合理降低编程电压和编程时间的目的。使编程前后的电熔丝E-fuse单元被准确读出是外围电路设计的关键。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景和目的
• 1.2 本文的内容安排
• 第二章 E-fuse单元和外围电路简介
• 2.1 E-fuse单元物理结构和工作原理
• 2.2 E-fuse外围电路结构
• 2.3 小结
• 第三章 E-fuse单元性能分析
• 3.1 E-fuse单元的工作原理
• 3.2 两次I-V曲线测试法研究E-fuse单元的编程特性
• 3.2.1 IP状态E-fuse性能研究
• 3.2.2 CP状态E-fuse性能研究
• 3.3 IBM两种不同编程机制可靠性分析
• 3.4 E-fuse单元最优形状分析
• 3.5 E-fuse接触电阻的影响
• 3.6 小结
• 第四章 E-fuse读写电路研究
• 4.1 IBM用于z9系列的E-fuse外围电路设计
• 4.2 Intel的E-fuse外围电路设计
• 4.3 小结
• 第五章 实际应用及测试结果
• 5.1 E-fuse单元的选取（以0.13um工艺为例）
• 5.2 E-fuse外围电路结构
• 5.3 各部分外围电路分析
• 5.3.1 编程电路
• 5.3.2 隔离电路
• 5.3.3 读取电路
• 5.4 测试结果分析
• 5.4.1 第一次流片测试结果分析
• 5.4.2 第二次流片测试结果分析
• 5.4.3 第三次流片测试方案
• 5.5 小结
• 第六章 设计总结
• 参考文献
• 致谢