新型SONOS单元NOR闪存设计

发布时间：2022-02-24 02:01

　　随着闪存技术的进步,闪存产品的日渐成熟,市场竞争更加激烈,闪存设计越来越向着高性能,高密度,大容量,低功耗,低成本等方向发展。NAND结构闪存由于其低廉的位存储成本而风行于世,多电平技术的出现进一步降低了位存储成本。SONOS单元通过新的物理结构与制程同样实现了2比特/单元的信息存储,作为后起之秀受到各大厂家的重视与青睐。对于SONOS单元结构和机理的研究以及基于SONOS结构的2比特/单元存储器的设计逐渐成为一个热门方向。为了能够使这种单元更好的适应制程的发展,在更小尺寸的产品中保持良好的竞争力,台湾3S公司提出了一种新型SONOS单元。作为使用此单元进行NOR结构闪存设计的尝试,本文将以设计为基础着重介绍SONOS单元的结构和特点,工作条件,以及NOR闪存的设计方法。本文首先介绍了闪存的发展状态和趋势,然后介绍了这种新型单元的结构特点,以及工作模式与工作条件的设定,特别是如何做到2比特/单元。此后介绍了此次设计中,主要电路的设计方法及主要问题的解决。最后简略介绍了版图的设计和测试规划。在设计过程中,也发现这种新型单元在进行NOR闪存设计时有一定的缺陷,我们将在此后的设计中加以改善。 

【文章来源】：上海交通大学上海市211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：42 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

主要半导体存储器（SRAM,DRAM,FLASH）的市场

1) 编码存储，通常为 NOR 体系，可快速随机读取，但其单元面积较大；2) 数据存储，通常为 NAND 体系，其单元面积较小，只能快速的按顺序读取。图 1-2 为不同类型的 FLASH 单元与结构[3]。按照存取的类型分为串联和并联种，再按照编程和擦除的机制又可分为：F-N 隧穿，热电子(CHE)，热空穴(HH)，端热电子(SSHE)。

图 1-3 热电子注入示意图 图 1-4 热电子注入能带图B) F-N 隧穿机制F-N 隧穿主要用在对单元的编程和擦除上。当栅端电压增加时，其势垒歪曲，子穿过势垒（见图 1-6），形成电流（见图 1-5）。通常情况下，需要在两端电场达10MV/cm 时，才能有效地执行 F-N 隧穿。由于 F-N 隧穿时，电流较小，所以其有低耗的特点。


本文编号：3641743