小容量相变存储器芯片版图设计与验证分析

设计了基于1T1R结构的16 kb相变存储器(PCRAM)芯片及其版图.芯片包括存储阵列、外围读写控制电路、纠错电路(ECC)、静电防护电路(ESD).版图上对纳米存储单元(1R)与CMOS工艺的融合作了优化处理,给出了提高存储单元操作电流热效率的具体方法.1R位于顶层金属(TM)和二层金属(TM-1)之间,包含存储材料以及上下电极,需要在传统CMOS工艺基础上添加掩膜版.读出放大器采用全对称的差分拓扑结构,大大提升了抗干扰能力、灵敏精度以及读出速度.针对模块布局、电源分配、二级效应等问题,给出了版图解决方案.采用中芯国际130nm CMOS工艺流片,测试结果显示芯片成品率(bit yield)可达99.7％.