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反熔丝的研究与应用 被引量：20
1
作者 王刚 李平 +3 位作者 李威 张国俊 谢小东 姜晶 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期30-33,共4页
综述了ONO(氧化物-氮化物-氧化物)反熔丝、非晶硅(a-Si)反熔丝和栅氧化层反熔丝的制作工艺、性能参数及其优缺点,介绍了反熔丝器件包括反熔丝可编程只读存储器(PROM)和反熔丝现场可编程门阵列(FPGA)在器件应用、存储容量、可用门数、工... 综述了ONO(氧化物-氮化物-氧化物)反熔丝、非晶硅(a-Si)反熔丝和栅氧化层反熔丝的制作工艺、性能参数及其优缺点,介绍了反熔丝器件包括反熔丝可编程只读存储器(PROM)和反熔丝现场可编程门阵列(FPGA)在器件应用、存储容量、可用门数、工作电压和抗辐射性能等方面的研究进展,指出了反熔丝以及反熔丝器件的4个主要发展趋势,即工艺兼容、高密度、有机/柔性和新材料。 展开更多
关键词 反熔丝 氧化物-氮化物-氧化物 非晶硅 栅氧化层 反熔丝PROM 反熔丝FPGA
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反熔丝FPGA器件应用失效分析
2
作者 完文韬 郭永强 +1 位作者 孙杰杰 隽扬 《电子与封装》 2024年第9期96-99,共4页
反熔丝器件具有低功耗、高可靠、抗辐照性能优良等特点,作为航天领域广泛使用的核心芯片,其失效机理尤为重要。针对某型反熔丝器件板级应用失效问题,列出故障树,对疑点逐一排查,配合后仿真波形,最终定位了故障原因,并进行了失效机理分... 反熔丝器件具有低功耗、高可靠、抗辐照性能优良等特点,作为航天领域广泛使用的核心芯片,其失效机理尤为重要。针对某型反熔丝器件板级应用失效问题,列出故障树,对疑点逐一排查,配合后仿真波形,最终定位了故障原因,并进行了失效机理分析。故障发生原因与开发软件版本等因素相关,使用者往往不了解软件版本的更新细节,该因素通常不易被设计者重视。针对该失效问题提出了解决措施,选取样品重新进行烧写测试。经过实测验证,故障现象消失,改进措施有效。 展开更多
关键词 反熔丝型FPGA Libero软件版本 失效分析
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用于可编程器件的MTM反熔丝特性研究 被引量：2
3
作者 洪根深 吴建伟 +1 位作者 高向东 王栩 《电子与封装》 2013年第11期33-35,共3页
基于ONO(Oxide-Nitride-Oxide)和MTM(Metal-to-Metal)反熔丝技术的可编程存储及逻辑器件已经广泛应用于空间技术中。MTM反熔丝以其单元面积小、集成度高、反熔丝电容小和编程后电阻小等优势,更加适合深亚微米集成电路。文章通过制备MTM... 基于ONO(Oxide-Nitride-Oxide)和MTM(Metal-to-Metal)反熔丝技术的可编程存储及逻辑器件已经广泛应用于空间技术中。MTM反熔丝以其单元面积小、集成度高、反熔丝电容小和编程后电阻小等优势,更加适合深亚微米集成电路。文章通过制备MTM反熔丝单元,对单元的击穿特性和漏电性能展开研究,给出了反熔丝单元漏电流与单元尺寸的关系,对单元的编程电流和编程后的电阻值关系进行了研究,与文献[1]给出的R on=V f/I p的关系基本一致。 展开更多
关键词 MTM反熔丝 ONO反熔丝 可编程器件
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反熔丝FPGA延时电路γ瞬时辐射效应 被引量：9
4
作者 杜川华 詹峻岭 徐曦 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期321-324,共4页
简要叙述了反熔丝FPGA的基本结构,介绍了一种FPGA延时电路的工作原理以及利用该电路在“强光一号”脉冲加速器上进行γ瞬时辐照试验的方法,给出了试验测量结果。分析表明:高剂量率γ瞬时电离辐射会破坏FPGA延时电路一个信号周期的工作状... 简要叙述了反熔丝FPGA的基本结构,介绍了一种FPGA延时电路的工作原理以及利用该电路在“强光一号”脉冲加速器上进行γ瞬时辐照试验的方法,给出了试验测量结果。分析表明:高剂量率γ瞬时电离辐射会破坏FPGA延时电路一个信号周期的工作状态,因此存在功能失效的可能性。但就整体而论,反熔丝FPGA抗瞬时辐射的性能要优于其它许多大规模CMOS集成电路。 展开更多
关键词 反熔丝FPGA 延时电路 辐射效应 Γ剂量率
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基于NC-Verilog的反熔丝FPGA全电路快速仿真 被引量：1
5
作者 王洪昕 李平 +1 位作者 杜涛 万义才 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2015年第4期79-81,85,共4页
介绍了一种基于NC_Verilog仿真工具的反熔丝FPGA全电路数字快速功能仿真的方法.首先分析了反熔丝的烧录原理并在此基础上对反熔丝器件建立等效模型,然后给出了对反熔丝FPGA进行数字仿真的方案,最后给出了对反熔丝FPGA全电路数字仿真的... 介绍了一种基于NC_Verilog仿真工具的反熔丝FPGA全电路数字快速功能仿真的方法.首先分析了反熔丝的烧录原理并在此基础上对反熔丝器件建立等效模型,然后给出了对反熔丝FPGA进行数字仿真的方案,最后给出了对反熔丝FPGA全电路数字仿真的结果和结论.仿真结果表明,用此方法可以达成功能仿真验证的目的,仿真效率得到较大的提高. 展开更多
关键词 反熔丝 反熔丝FPGA NC_Verilog 快速仿真
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MTM反熔丝FPGA总剂量及加固技术 被引量：5
6
作者 袁国火 徐曦 董秀成 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期147-149,共3页
以ONO和MTM反熔丝具有代表性的FPGA总剂量效应比较。实验得到ONO反熔丝0.6μm工艺A1280XL无偏置时FPGA失效阈最大为33.2Gy,而MTM(Metal-To-Metal)反熔丝0.6和0.25μm工艺RT54SX的总剂量效应,器件表现出好于1000 Gy的总剂量能力。从而比... 以ONO和MTM反熔丝具有代表性的FPGA总剂量效应比较。实验得到ONO反熔丝0.6μm工艺A1280XL无偏置时FPGA失效阈最大为33.2Gy,而MTM(Metal-To-Metal)反熔丝0.6和0.25μm工艺RT54SX的总剂量效应,器件表现出好于1000 Gy的总剂量能力。从而比较得出MTM反熔丝工艺结构芯片具有很好的抗总剂量能力。 展开更多
关键词 ONO MTM 反熔丝 总剂量
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基于反熔丝的FPGA的测试方法 被引量：6
7
作者 马金龙 卢礼兵 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2016年第8期168-172,共5页
首先介绍了基于反熔丝的FPGA的典型结构,接着介绍了基于反熔丝的FPGA的可编程逻辑模块(PLM)、布局布线以及可编程互连资源,然后讨论了基于反熔丝的FPGA的测试模式,最后提出了一种ATE和实装板相结合的测试方法,实验结果表明,该测试方法... 首先介绍了基于反熔丝的FPGA的典型结构,接着介绍了基于反熔丝的FPGA的可编程逻辑模块(PLM)、布局布线以及可编程互连资源,然后讨论了基于反熔丝的FPGA的测试模式,最后提出了一种ATE和实装板相结合的测试方法,实验结果表明,该测试方法在芯片未编程状态下,实现了对基于反熔丝的FPGA的测试. 展开更多
关键词 反熔丝 FPGA ATE 实装板 测试
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基于CMOS工艺平台反熔丝FPGA实现 被引量：4
8
作者 陶伟 石乔林 李天阳 《电子与封装》 2012年第8期23-25,29,共4页
由于反熔丝FPGA具有低功耗、高密度、可靠性高、抗辐射能力强以及设计上具有灵活性等优势，在军事和卫星领域得到广泛的应用。但由于工艺的限制，目前国内未见相关研究的报道。根据目前现状，利用现有的工艺，开发出一种可以与普通CMOS... 由于反熔丝FPGA具有低功耗、高密度、可靠性高、抗辐射能力强以及设计上具有灵活性等优势，在军事和卫星领域得到广泛的应用。但由于工艺的限制，目前国内未见相关研究的报道。根据目前现状，利用现有的工艺，开发出一种可以与普通CMOS．Y--艺兼容的反熔丝单元。经过测试，其熔断后的电阻约为330Ω～400Ω，同时给出了基于此种反熔丝单元的阵列设计，体现了低功耗、高密度、易实现等优势。此设计不但满足了目前的工作需要，并为以后反熔丝电路的设计提供了有用的参考，为航天和军事领域的应用提供了有力的支持和保障。 展开更多
关键词 反熔丝单元 FPGA 熔断电阻 反熔丝阵列设计
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反熔丝FPGA电路瞬时电离辐射效应及加固设计 被引量：2
9
作者 杜川华 詹峻岭 +1 位作者 许献国 袁国火 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1247-1250,共4页
针对反熔丝FPGA电路,在"强光一号"加速器上进行了瞬时电离辐射试验,发现γ射线瞬时电离辐射会导致FPGA内部寄存器清零,使FPGA运行状态被初始化。为了解决该问题,设计了一种"FPGA+FRAM(铁电存储器)+特殊时序读写软件"... 针对反熔丝FPGA电路,在"强光一号"加速器上进行了瞬时电离辐射试验,发现γ射线瞬时电离辐射会导致FPGA内部寄存器清零,使FPGA运行状态被初始化。为了解决该问题,设计了一种"FPGA+FRAM(铁电存储器)+特殊时序读写软件"的加固电路,通过γ射线瞬时电离辐射试验证明:该加固电路实现了瞬时电离辐射状态下FPGA内部重要数据的实时保存与恢复,成功规避了FPGA电路的瞬时电离辐射效应。 展开更多
关键词 反熔丝现场可编程门阵列 Γ射线 瞬时电离辐射效应 铁电存储器 信息保存与恢复
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MTM非晶硅反熔丝导通电阻 被引量：4
10
作者 马金龙 吴素贞 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2016年第9期98-100,105,共4页
分析了现场可编程门阵列(FPGA)和可编程存储器(PROM)中广泛使用的MTM(metal-to-metal)反熔丝结构,测量了决定FPGA和PROM传输延迟的反熔丝编程后导通电阻,给出了编程电流对导通电阻的决定规律.结合MTM非晶硅反熔丝的特征电压模型,确定了T... 分析了现场可编程门阵列(FPGA)和可编程存储器(PROM)中广泛使用的MTM(metal-to-metal)反熔丝结构,测量了决定FPGA和PROM传输延迟的反熔丝编程后导通电阻,给出了编程电流对导通电阻的决定规律.结合MTM非晶硅反熔丝的特征电压模型,确定了TiN/α-Si/TiN结构反熔丝的特征电压值.对大量样品的实际测量结果,并且对实验数据进行拟合,实验结果表明,实验特征电压值接近模型理论值,可通过控制编程电流对编程后电阻的进行调控. 展开更多
关键词 电流编程 导通电阻 MTM 非晶硅 反熔丝
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用于反熔丝FPGA的内建测试电路 被引量：3
11
作者 马金龙 卢礼兵 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期153-158,共6页
由于反熔丝器件的一次可编程特性,反熔丝现场可编程门阵列(FPGA)在生产阶段很难完成对电路的功能测试验证。针对反熔丝FPGA典型的结构及其内部可编程逻辑模块(PLM)结构,分析了在编程前对PLM进行全功能测试的方法。设计了内建测试电路结... 由于反熔丝器件的一次可编程特性,反熔丝现场可编程门阵列(FPGA)在生产阶段很难完成对电路的功能测试验证。针对反熔丝FPGA典型的结构及其内部可编程逻辑模块(PLM)结构,分析了在编程前对PLM进行全功能测试的方法。设计了内建测试电路结构,用于内部PLM逻辑功能的测试。给出了内建测试电路的寻址寄存器、赋值寄存器以及检测电路的结构设计,电路在1.0μm双层多晶双层金属(2P2M)氧化层-氮化物-氧化层(ONO)反熔丝工艺上成功流片。测试结果表明,电路设计正确,解决了在芯片编程前完成基于反熔丝的一次可编程FPGA的内部PLM逻辑功能测试的难题,为后期研究反熔丝电路奠定了基础。 展开更多
关键词 反熔丝 现场可编程门阵列(FPGA) 可编程逻辑模块(PLM) 一次可编程器件 内建测试电路
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ONO反熔丝结构的电离辐照性能研究 被引量：1
12
作者 杜川华 詹峻岭 +1 位作者 赵洪超 朱小锋 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期339-341,353,共4页
描述了ONO反熔丝的物理结构,采用ONO薄膜传导模型分析了ONO反熔丝结构在受到电离辐照时,其内部电子-空穴的运动规律。分别对ONO反熔丝FPGA A1460A和A40MX04进行了电离辐照实验,测试了电流与辐照剂量的关系以及FPGA功能失效阈值。理论分... 描述了ONO反熔丝的物理结构,采用ONO薄膜传导模型分析了ONO反熔丝结构在受到电离辐照时,其内部电子-空穴的运动规律。分别对ONO反熔丝FPGA A1460A和A40MX04进行了电离辐照实验,测试了电流与辐照剂量的关系以及FPGA功能失效阈值。理论分析和实验数据说明了该结构比单层SiO2具有更好的抗电离辐照性能。 展开更多
关键词 ONO反熔丝 电离辐照 FPGA 电子-空穴对
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用反熔丝FPGA的数据采编存储系统之设计 被引量：1
13
作者 谢绪煜 李锦明 +1 位作者 马游春 李鹏 《电光与控制》 北大核心 2011年第4期85-88,共4页
针对SRAM型FPGA在航天空间环境下容易受单粒子辐射效应影响的特点,介绍了反熔丝FPGA在航天多路数据采集领域的优势,并简述了Actel反熔丝FPGA A32200系列的特点。由于反熔丝FPGA内部的时序电路设计和全局时钟控制与其他FPGA相比有所差异... 针对SRAM型FPGA在航天空间环境下容易受单粒子辐射效应影响的特点,介绍了反熔丝FPGA在航天多路数据采集领域的优势,并简述了Actel反熔丝FPGA A32200系列的特点。由于反熔丝FPGA内部的时序电路设计和全局时钟控制与其他FPGA相比有所差异,在设计不当时会出现时钟的不稳定状态,特别是在特定的环境下可能会出现时钟偏斜现象,导致电路时序处于临界或紊乱状态。通过在FPGA程序中利用状态机和全局时钟引脚分配这种方法达到控制全局时钟的目的、并对扇出做出相应的设计,避免了在特定环境下的时钟偏移问题。最后通过抗辐射试验验证了程序及设计的可靠性,表明该设计满足抗辐射要求。 展开更多
关键词 数据采集 反熔丝FPGA 状态机 全局时钟
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反熔丝FPGA线长驱动布局算法 被引量：1
14
作者 张大华 李威 杜涛 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2015年第3期132-135,共4页
针对反熔丝FPGA的结构特点,提出了一种线长驱动的反熔丝FPGA布局算法.该算法基于VPR的模拟退火布局算法,针对反熔丝FPGA垂直布线资源有限的特点,提出了新型的成本函数并在CAD实验平台上予以实现.实验结果表明,与VPR布局算法相比,该方法... 针对反熔丝FPGA的结构特点,提出了一种线长驱动的反熔丝FPGA布局算法.该算法基于VPR的模拟退火布局算法,针对反熔丝FPGA垂直布线资源有限的特点,提出了新型的成本函数并在CAD实验平台上予以实现.实验结果表明,与VPR布局算法相比,该方法不仅优化了线网总长度,使得线网总长度平均减少了12%,同时还减少了编程的通路反熔丝数目. 展开更多
关键词 反熔丝FPGA VPR 布局 模拟退火算法
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反熔丝FPGA的电离总剂量效应与加固技术 被引量：7
15
作者 赵聚朝 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期559-562,共4页
简要叙述了商用 FPGA用于空间领域时面临的抗电离总剂量加固问题 ,对 Actel公司反熔丝 FPGA的电离总剂量效应进行了较为详细的分析 ,包括制造工艺、偏置条件、电泵对总剂量效应的影响。并特别指出 ,电泵的退化可能会对系统造成较为严重... 简要叙述了商用 FPGA用于空间领域时面临的抗电离总剂量加固问题 ,对 Actel公司反熔丝 FPGA的电离总剂量效应进行了较为详细的分析 ,包括制造工艺、偏置条件、电泵对总剂量效应的影响。并特别指出 ,电泵的退化可能会对系统造成较为严重的后果 ,因此 ,必须重视加电后的瞬态变化。提出了可以采取的加固措施。 展开更多
关键词 反熔丝FPGA 电离总剂量效应 加固技术 现场可编程门阵列 抗电离辐射
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一种反熔丝FPGA应用设计故障 被引量：1
16
作者 杜涛 许百川 +2 位作者 李威 晁醒 吴方明 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2018年第9期108-112,117,共6页
由于反熔丝FPGA架构和实现原理的特殊性,反熔丝FPGA应用设计在物理实现时,存在一种易于发生、故障现象不稳定且具有一定隐蔽性的时序逻辑故障.通过对故障现象、诱因、原理的深入剖析,发现该应用设计故障与反熔丝FPGA的散出能力限制(Fano... 由于反熔丝FPGA架构和实现原理的特殊性,反熔丝FPGA应用设计在物理实现时,存在一种易于发生、故障现象不稳定且具有一定隐蔽性的时序逻辑故障.通过对故障现象、诱因、原理的深入剖析,发现该应用设计故障与反熔丝FPGA的散出能力限制(Fanout limit)关联,并有针对性地提出了根除故障因素的解决方案.通过实测验证表明,本解决方案能有效消除该类应用设计故障. 展开更多
关键词 反熔丝FPGA 应用设计故障 扇出能力限制 时钟偏斜 寄存器掉链
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MTM反熔丝单元编程特性研究 被引量：3
17
作者 王印权 刘国柱 +2 位作者 徐海铭 郑若成 洪根深 《电子与封装》 2015年第3期35-37,48,共4页
主要研究了编程参数对MTM反熔丝单元编程特性的影响,包括编程电压、编程电流、编程次数等。结果表明在满足最低编程电压条件下,编程电压的增大对反熔丝编程电阻无显著影响。编程电流对编程电阻的影响较大,编程电流越大,反熔丝编程电阻... 主要研究了编程参数对MTM反熔丝单元编程特性的影响,包括编程电压、编程电流、编程次数等。结果表明在满足最低编程电压条件下,编程电压的增大对反熔丝编程电阻无显著影响。编程电流对编程电阻的影响较大,编程电流越大,反熔丝编程电阻越小。编程次数的增多可减小编程电阻,但离散性增大。 展开更多
关键词 MTM反熔丝单元 编程电阻 编程电压 编程次数
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MTM反熔丝单元的辐照特性研究 被引量：3
18
作者 王印权 郑若成 +2 位作者 徐海铭 吴素贞 洪根深 《电子与封装》 2017年第4期34-38,共5页
对MTM反熔丝单元的总剂量辐照特性进行了研究,对未编程和编程后两种状态的反熔丝单元在不同电压偏置条件下进行总剂量辐照(Co^(60)-γ射线),辐照总剂量为2 Mrad(Si)。辐照试验结果显示,未编程状态下的MTM反熔丝单元的电压-电流特性曲线... 对MTM反熔丝单元的总剂量辐照特性进行了研究,对未编程和编程后两种状态的反熔丝单元在不同电压偏置条件下进行总剂量辐照(Co^(60)-γ射线),辐照总剂量为2 Mrad(Si)。辐照试验结果显示,未编程状态下的MTM反熔丝单元的电压-电流特性曲线基本保持不变,漏电流变化率小于10%。编程后反熔丝单元的电阻特性保持不变,并且编程电阻大小对辐照试验结果无显著影响。试验结果表明,MTM反熔丝单元的抗总剂量(Co^(60)-γ射线)辐照能力达到2 Mrad(Si)以上。 展开更多
关键词 MTM 反熔丝 总剂量效应
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反熔丝FPGA器件γ剂量率辐射效应规律探讨 被引量：1
19
作者 赵洪超 朱小锋 杜川华 《信息与电子工程》 2010年第1期84-86,95,共4页
FPGA系统电路进行抗γ剂量率器件选择是非常困难的。针对FPGA器件抗γ剂量率性能优选,试验研究了3种反熔丝FPGA器件的γ剂量率辐照效应规律。全部样品均出现了低阈值γ剂量率扰动效应,但均未产生高γ剂量率闭锁效应。FPGA器件低阈值γ... FPGA系统电路进行抗γ剂量率器件选择是非常困难的。针对FPGA器件抗γ剂量率性能优选,试验研究了3种反熔丝FPGA器件的γ剂量率辐照效应规律。全部样品均出现了低阈值γ剂量率扰动效应,但均未产生高γ剂量率闭锁效应。FPGA器件低阈值γ剂量率失效主要是瞬时光电流扰动引起了时序逻辑功能的失效,而其模块海间的反熔丝开关电阻却对产生闭锁效应的大的辐射浪涌电流提供了保护。实验结果表明,系统电路设计加固是其实现抗γ剂量率最有效的方法。 展开更多
关键词 反熔丝FPGA Γ剂量率 辐照试验 抗辐射加固
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基于反熔丝FPGA的波控单元设计 被引量：1
20
作者 肖文光 陈之涛 《空军预警学院学报》 2017年第4期266-269,共4页
针对数字电路在空间环境中受宇宙射线、单粒子效应影响较大的特点,给出了一种基于反熔丝现场可编程门阵列(FPGA)的星载波控单元设计方案.该方案以反熔丝FPGA芯片A54SX32A为核心,串行方式控制抗辐照RS422接口芯片完成与数管平台波控码的... 针对数字电路在空间环境中受宇宙射线、单粒子效应影响较大的特点,给出了一种基于反熔丝现场可编程门阵列(FPGA)的星载波控单元设计方案.该方案以反熔丝FPGA芯片A54SX32A为核心,串行方式控制抗辐照RS422接口芯片完成与数管平台波控码的接收和发送,并行方式控制8位总线驱动器完成对8路移相单元波控码的刷新.测试结果表明,在10 MHz测试频率下RS422传输延迟远小于码元周期,接收端信号波形上升沿和下降沿时间均在10ns以内,达到了设计要求. 展开更多
关键词 反熔丝FPGA 波控单元 RS422接口 抗辐照
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