【摘 要】
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E-fuse（Electricallyprogrammablefuse，电可编程熔丝）广泛地应用于超大规模芯片的设计中，在芯片中实现冗余的功能。本文在HUALI55nm标准CMOS（ComplementaryMetal-Oxide-Semiconduc
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E-fuse（Electricallyprogrammablefuse，电可编程熔丝）广泛地应用于超大规模芯片的设计中，在芯片中实现冗余的功能。本文在HUALI55nm标准CMOS（ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体）工艺上设计并实现了一个4K并入并出512*8的E-fuse存储电路，八位输出，通过一对放大器模块在控制信号控制其工作与否情况下，分时输出子6位数据信号。放大器模块采用的是交叉耦合的电路结构，并设计4个不同的参考电阻，根据trim过程选择合适的电阻，很好地预防了实际情况下电阻受工艺波动的影响而产生的偏差。同时设计了配套的延迟电路、字线驱动电路等模块。
本文实现的E-fuse阵列在考虑面积、功耗、速度等因素的基础上进行了优化，在设计过程中基于传统的E-fuse单元电路提出了一种新型的单元电路，并在速度、面积、功耗、可靠性等方面进行了对比讨论。电路允许的使用环境波动范围广，其中电压为1.0V-1.4V和2.8V-3.6V，温度由-40℃-125℃，在TT,FF,SS，FS，SF下全部验证通过，功耗最大为11.5mW，读操作的电流小于1.1mA，保证电路的正确读操作，编程电流都在16mA以上，在理论上说明熔丝能够顺利熔断。
本文基于HUALI55nm标准的CMOS工艺进行整体电路的仿真和对版图的设计，其编程电流典型值为19.5mA，数据输出时间延迟为2nS内，翻转速度小于1.5nS，整体面积为407.652um*451.8um=0.184mm2，文章的最后给出了部分流片的数据。
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