基于0.18μm快速大容量SRAM的设计

摘要

半导体存储器是众多芯片家族之中的重要一支。静态存储器(SRAM)，作为数字化大家庭中的一员，近年来得到了长足的发展。它作为半导体存储器中不可缺的一类产品，在计算机，通信等高速速据交换系统中得到了广泛的应用。因此静态随机存储器作为IC领域中极为重要的一部分，对其进行长期不懈的研究开发具有深远的意义。
　　本文在对SRAM基本工作原理，存储单元静态噪声容限(SNM)，存储阵列的布局以及SRAM外围电路的设计进行详细阐述和分析的基础上，设计出了4M位SRAM的基本体系结构。本文着重讨论了SRAM的译码电路结构及设计方法。其次，本文分析了SRAM6-T单元的组成结构，工作原理，以保证工作的稳定性为前提，对单元进行了大量的仿真，使用SMIC0.18μm工艺优化设计出可以可靠工作的SRAM单元。再次，本文分析了灵敏放大结构，设计出高速低功耗的SRAM灵敏放大器。本文还针对电压降低转换电路(VDC)提出优化设计。
　　本电路采用中芯国际0.18微米单多晶四铝CMOS工艺设计了一颗容量为256K×16位，芯片大小为7.345mm×5.845mm。在SS模型125℃加入寄生参数且每个I/OPAD端口挂50pF电容的情况下，仿真结果表明从地址建立到数据读出仅需要7.8ns。

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景与意义

1．2 存储器研究现状及发展趋势

1．2．1 半导体存储器的分类

1．2．2 国外发达国家存储器发展动态

1．2．3 国内存储器发展现状

1．3 研究内容与技术指标

1．4 论文结构

第二章 SRAM设计基础

2．1 SRAM基本工作原理

2．2 SRAM时序控制

2．3 SRAM写操作

2．4 SRAM读操作

2．5 本章小结

第三章 4M bit SRAM设计

3．1 系统功能

3．2 主要技术指标

3．3 关键功能模块设计

3．3．1 存储单元设计

3．3．2 译码电路设计

3．3．3 控制电路设计

3．3．4 灵敏放大器设计

3．4．5 电源管理电路设计

3．5 本章小结

第四章 SRAM仿真验证及版图实现

4．1 工艺选择

4．2 前端仿真验证

4．3 版图设计

4．3．1 设计概况

4．3．2 ESD设计

4．3．3 电源网络

4．3．4 版图验证

4．3．5 流片及版图版次

4．4 后仿验证

4．5 本章小结

第五章 测试结果分析

5．1 测试方法与流程

5．1．1 功能测试

5．2 实装板测试结构

5．3 参数测试

5．4 电路实测结果

5．5 电路实测结果

5．6 本章小结

参考文献

致谢