一种适用于MTM反熔丝PROM的读出电路制造技术

本发明专利技术公开一种适用于MTM反熔丝PROM的读出电路，属于半导体集成电路领域，包括隔离管N1、预充管P0、下拉管N0、限压保护电阻R0、识别反相器INV1、常规反相器INV2、编程控制信号Prog_VC和读出使能信号SA_EN。增加的限压保护电阻远R0大于MTM反熔丝的编程后电阻，但又远小于MTM反熔丝的未编程电阻。当存储单元中存储数据0，MTM反熔丝未被编程，电阻极高。在进行读出操作时，限压保护电阻可以有效降低MTM反熔丝两端的电压差，从而实现对未编程MTM反熔丝的保护，提高MTM反熔丝PROM存储器的可靠性。提高MTM反熔丝PROM存储器的可靠性。提高MTM反熔丝PROM存储器的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于MTM反熔丝PROM的读出电路


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路
，特别涉及一种适用于MTM反熔丝PROM的读出电路。

技术介绍

[0002]MTM反熔丝为一次可编程器件，编程后，MTM反熔丝的物理状态发生改变来实现不同状态的存储。MTM反熔丝天然具备良好的抗辐射特性，同时编程不可恢复，具有非易失性、体积小、速度快、高可靠性等优点。基于MTM反熔丝的PROM存储器体积小、制造成本低且可靠性高，可以稳定可靠的保存数据，在辐射强、昼夜温差大、电磁干扰严重的外太空环境工作时具有无可比拟的优势。MTM反熔丝PROM具备快速读取、功耗低、抗辐照性强、可靠性高、安全性好等优点，被广泛利用在航空环境中。在等优势日益凸显。
[0003]MTM反熔丝单元由两个导通电极层之间加一层反熔丝介质构成。反熔丝单元在未编程前具有绝缘特性，电阻高达250G欧姆量级；反熔丝单元在二个电极层之间施加编程电压，对反熔丝单元进行编程，在二个导通电极层之间形成导电丝，呈现出导通特性，具有较小的电阻，编程后的电阻在200欧姆以下。MTM反熔丝PROM，编程的反熔丝单元存储数据1，未编程的反熔丝存储数据0。
[0004]反熔丝根据电极和反熔丝介质材料的不同，而分为不同的类型，形成不同的MTM反熔丝工艺。根据MTM反熔丝工艺的不同，以及编程电压、编程电流、编程脉冲等的不同，反熔丝单元在编程后的电阻都有不同。即使在同一个工艺下，不同的流片批次，同一批次的不同圆片，同一圆片的不同MTM反熔丝PROM芯片上的反熔丝单元的编程后电阻都会有区别。反熔丝单元编程后的电阻对反熔丝PROM编程后的数据读出有重要的影响。
[0005]为了提高MTM反熔丝PROM存储器的存储密度，提高容量、降低成本和提高制造良率，MTM反熔丝PROM存储器采用单端的存储单元，即一个存储单元只有一个存储节点，只存储对应的数据0或1，一个存储单元不会像SRAM存储单元同时差分地存储0和1。存储单元的结构如图1所示。
[0006]为了保证读出的可靠性，传统的MTM反熔丝PROM在编程后读出数据时，读出灵敏放大器电路先对读出位线BL和位线上的寄生电容进行预充电到VDD电平，再打开灵敏放大器的使能，由存储单元对读出位线BL进行放电。已经编程的反熔丝存储单元，由于反熔丝编程后电阻低于200欧姆，可以迅速将BL的电压放电，从VDD向下拉低到一个较低的电平；而未编程的存储单元，由于反熔丝的电阻高达250G欧姆量级，无法对BL的电压放电，BL的电压保持在接近VDD的电平。这使得其中未编程的反熔丝两端会长时间存在一个接近VDD的电压。当反熔丝PROM长时间工作时，在反熔丝PROM存储器中未编程的受到读出时两端施加的接近VDD的电压的影响，可能会出现弱击穿编程，从而影响到反熔丝PROM的可靠性。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种适用于MTM反熔丝PROM的读出电路，以解决
技术介绍

中的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种适用于MTM反熔丝PROM的读出电路，包括隔离管N1、预充管P0、下拉管N0、限压保护电阻R0、识别反相器INV1、常规反相器INV2、编程控制信号Prog_VC和读出使能信号SA_EN；
[0009]所述隔离管N1的漏端连接位线BL，栅端连接编程控制信号Prog_VC，源端连接关键节点D0；限压保护电阻R0的第一端连接关键节点D0，第二端接地；下拉管N0的源端接地，栅端连接读出使能信号SA_EN，漏端连接关键节点D0；预充管P0的漏端连接电源VDD，栅端连接读出使能信号SA_EN，源端连接关键节点D0；所述关键节点D0连接识别反相器INV1的输入端，调整识别反相器INV1的翻转电平，准确识别编程和未编程二种状态下，关键节点D0的电平；识别反相器INV1的输出端连接常规反相器INV2的输入端，所述常规反相器INV2将识别反相器INV1的输出反相，作为读出电路的输出结果，即存储单元中存储的数据。
[0010]在一种实施方式中，当适用于MTM反熔丝PROM的读出电路在进行编程时，编程控制信号PROG_VC为低电平，进行隔离保护；当适用于MTM反熔丝PROM的读出电路在进行读操作时，PROG_VC为高电平，将位线BL和读出电路进行连通。
[0011]在一种实施方式中，在没有进行读操作时，读出使能信号SA_EN为高电平，下拉管N0导通，预充管P0截止，使关键节点D0一直保持在低电平；当在进行读操作时，读出使能信号SA_EN跳变到低电平，下拉管N0截止，预充管P0导通，对关键节点D0和位线BL充电。
[0012]在一种实施方式中，当存储单元中的MTM反熔丝已经编程，MTM反熔丝的电阻较小，即小于200欧姆，则读出操作时，关键节点D0和位线BL会被MTM反熔丝的电阻下拉到低电平；当存储单元中的MTM反熔丝没有被编程，MTM反熔丝的电阻较大，即大于250G欧姆，则读出操作时，关键节点D0和位线BL无法通过MTM反熔丝的电阻下拉。
[0013]在一种实施方式中，当进行读操作时，预充管P0对关键节点D0和位线BL充电，限压保护电阻R0对关键节点D0和位线BL的电压下拉，使得关键节点D0和位线BL的电压限制在一个安全的范围，从而对存储单元中未编程的MTM反熔丝进行保护。
[0014]在一种实施方式中，所述限压保护电阻R0的阻值为MTM反熔丝编程后的电阻最大值的5～20倍。
[0015]本专利技术提供的一种适用于MTM反熔丝PROM的读出电路，包括隔离管、预充管、下拉管、限压保护电阻、识别反相器和常规反相器；增加的限压保护电阻远大于MTM反熔丝的编程后电阻，但又远小于MTM反熔丝的未编程电阻。当存储单元中存储数据0，MTM反熔丝未被编程，电阻极高。在进行读出操作时，限压保护电阻可以有效降低MTM反熔丝两端的电压差，从而实现对未编程MTM反熔丝的保护，提高MTM反熔丝PROM存储器的可靠性。
附图说明
[0016]图1是MTM反熔丝PROM存储单元的结构示意图。
[0017]图2是本专利技术提供的一种适用于MTM反熔丝PROM的读出电路结构示意图。
具体实施方式
[0018]以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种适用于MTM反熔丝PROM的读出电路作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均
采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0019]目前的MTM反熔丝PROM存储单元如图1所示，包括一个预充保护管M2、MTM反熔丝F1、一个编程限流管M1、预充控制信号PRE和字线WL。在存储单元没有被访问时，字线WL为低电平，编程限流管M1关闭；在存储单元进行读出操作时，预充控制信号PRE为低电平，字线WL为高电平，编程限流管M1导通。
[0020]本专利技术提供的一种适用于MTM反熔丝PROM的读出电路如图2所示，包括隔离管N1、预充管P0、下拉管N0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于MTM反熔丝PROM的读出电路，其特征在于，包括隔离管N1、预充管P0、下拉管N0、限压保护电阻R0、识别反相器INV1、常规反相器INV2、编程控制信号Prog_VC和读出使能信号SA_EN；所述隔离管N1的漏端连接位线BL，栅端连接编程控制信号Prog_VC，源端连接关键节点D0；限压保护电阻R0的第一端连接关键节点D0，第二端接地；下拉管N0的源端接地，栅端连接读出使能信号SA_EN，漏端连接关键节点D0；预充管P0的漏端连接电源VDD，栅端连接读出使能信号SA_EN，源端连接关键节点D0；所述关键节点D0连接识别反相器INV1的输入端，调整识别反相器INV1的翻转电平，准确识别编程和未编程二种状态下，关键节点D0的电平；识别反相器INV1的输出端连接常规反相器INV2的输入端，所述常规反相器INV2将识别反相器INV1的输出反相，作为读出电路的输出结果，即存储单元中存储的数据。2.如权利要求1所述的适用于MTM反熔丝PROM的读出电路，其特征在于，当适用于MTM反熔丝PROM的读出电路在进行编程时，编程控制信号PROG_VC为低电平，进行隔离保护；当适用于MTM反熔丝PROM的读出电路在进行读操作时，PROG_VC为高电平，将位线BL和读出电路进行连通。3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文，孙杰杰，赵桂林，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十八研究所，
类型：发明
国别省市：