先进半导体存储器 结构、设计与应用PDF电子书下载

目录 1

第1章 先进半导体存储器引论 1

1.1　半导体存储器综述 1

1.2　先进半导体存储器的发展 5

1.3　将来存储器的发展方向 10

参考文献 12

第2章 静态随机存取存储器技术 13

2.1 静态随机存取存储器的基本结构和单元结构 13

2.1.1 SRAM的性能和时序 14

2.1.2 SRAM的读写操作 16

2.2 选择SRAM时的考虑因素 18

2.3 高性能的SRAM 22

2.3.1 直接模式的SRAM 28

2.3.2 零总线转换SRAM 29

2.3.3 四倍数据率（QDR）SRAM 32

2.3.4 双数据率（DDR）SRAM 34

2.3.5 无周转模式的RAM 35

2.4 先进的SRAM结构 39

2.5 低压SRAM 43

2.6 BiCMOS工艺的SRAM 52

2.7 SOI SRAM 56

2.8 特种SRAM 63

2.8.1 多端口型的RAM 63

2.8.2 先进先出（FIFO）型存储器 70

2.8.3 按内容编址存储器 76

参考文献 83

第3章 高性能的动态随机存取存储器 88

3.1 动态随机存取存储器技术和发展趋势 88

3.2 DRAM时序规范和操作 90

3.2.1 总的时序规范 90

3.2.2 存储器读操作 92

3.2.3 存储器写操作 94

3.2.4 读改写操作 95

3.2.5 DRAM刷新操作 96

3.3.1 EDO DRAM（例子） 99

3.3 扩充数据输出动态随机存取存储器（EDO DRAM） 99

3.4 增强式动态随机存取存储器（EDRAM） 100

3.5 同步的动态随机存取存储器／图像随机存取存储器结构 103

3.5 SDR SDRAM/SGRAM 103

3.5.2 DDR SDRAM/SGRAM特点 103

3.5.3 256 M位DRAM实例 105

3.6 增强式同步动态随机存取存储器（ESDRAM） 112

3.7 高速缓存动态随机存取存储器（CDRAM） 115

3.8 虚拟通道存储动态随机存取存储器（VCM DRAM） 120

3.9 先进的DRAM工艺技术展望 121

3.9.1 存储器电容器单元的改进 124

3.9.2 64 Mb DRAM 131

3.9.3 256 Mb DRAM 136

3.10 千兆位DRAM等比例缩小问题和结构 140

3.11 多电平存储的动态随机存取存储器（MLDRAM） 153

3.12 绝缘体基外延硅动态随机存取存储器（SOI DRAM） 156

参考文献 163

第4章 专用DRAM结构与设计 167

4.1 视频RAM（VRAM） 169

4.2 同步显存（SGRAM） 172

4.2.1 64 M位的DDR SGRAM 173

4.2.2 256兆位的DDR快速周期RAM（1FCRAM） 178

4.3 Rambus技术概述 181

4.3.1 直接RDRAM技术 186

4.3.2 以直接Rambus存储系统为基础的设计 193

4.4 同步链接DR.AM（SLDRAM） 194

4.4.1 SLDRAM标准 195

4.4.2 SLDRAM结构和功能总述 200

4.4.3 SLDRAM（举例） 202

4.5 3-D RAM 208

4.5.1 像素ALU操作 215

4.6 存储系统设计思路 219

参考文献 223

第5章 先进的不挥发存储器设计与技术 225

5.1 不挥发存储器进展 225

5.1.1 介绍 225

5.1.2 串行EEPROM 227

5.1.3 快闪存储器的发展 230

5.2 浮栅单元工作原理和操作 236

5.2.1 浮栅单元工作原理 236

5.2.2 电荷输运机制 239

5.3 不挥发存储器单元和阵列设计 247

5.3.1 UV-EPROM（或EPROM）单元 247

5.3.2 EEPROM单元 249

5.3.3 快闪存储器单元 250

5.3.4 快闪存储器单元的基本操作和工艺 260

5.3.5 快闪EEPROM技术的发展 262

5.4 快闪存储器体系结构 266

5.4.1 NOR快闪存储器 267

5.4.2 NAND快闪存储器 277

5.4.3 DINOR体系结构的快闪存储器 285

5.4.4 AND体系结构的快闪存储器 290

5.4.5 特种快闪存储器 291

5.5 多电平不挥发存储器 292

5.5.1 多电平NOR快闪存储器 296

5.5.2 多电平NAND快闪存储器 302

5.5.3 多电平AND快闪存储器 305

5.6 快闪存储器的可靠性问题 306

5.6.1 EPROM/EEPROM中一般的失效机制 306

5.6.2 快闪存储器的可靠性 309

5.7 铁电存储器 315

5.7.1 技术回顾 315

5.7.2 铁电材料和存储器设计 320

5.7.3 兆位级的FRAM 323

5.7.4 链式FRAM（Chain FRAM，CFRAM） 329

5.7.5 金属铁电半导体场效应晶体管 331

5.7.6 FRAM的可靠性问题 332

参考文献 333

第6章 嵌入式存储器的设计与应用 341

6.1 嵌入式存储器的发展 341

6.2 高速缓冲存储器的设计 347

6.2.1 DSP中高速缓存体系结构的实现（举例） 353

6.3 嵌入式SRAM和DRAM的设计 355

6.3.1 嵌入式SRAM宏单元 358

6.3.2 嵌入式DRAM宏单元 362

6.4 合并处理器的DRAM体系结构 369

6.5 采用嵌入式逻辑体系结构的DRAM工艺 373

6.5.1 嵌入DRAM核的模块 373

6.5.2 采用嵌入式DRAM的多媒体加速器 375

6.5.3 智能RAM（IRAM） 376

6.5.4 计算RAM 379

6.6 嵌入式EEPROM和flash存储器 381

6.7.1 存储器卡 383

6.7 存储器卡及其多媒体应用 383

6.7.2 单片flash盘 389

参考文献 390

第7章 未来的存储器方向：兆字节到兆兆字节 393

7.1 将来的存储器发展 393

7.2 磁阻随机存取存储器（MRAM） 394

7.2.1 MRAM技术发展和权衡 394

7.2.2 MRAM单元和结构 397

7.2.3 256 K/1 Mb GMRAM 404

7.2.4 多值MRAM 407

7.3 谐振隧道二极管为基的存储器 408

7.3.1 谐振隧道二极管理论 408

7.3.2 隧道SRAM（TSRAM）单元设计 409

7.3.3 RTD为基的存储器系统（例子） 413

7.4 单电子存储器 415

7.4.1 单电子器件理论 415

7.4.2 单电子存储器特性和结构 420

7.4.3 单电子器件制造技术 423

7.4.4 纳米晶体存储器器件 424

7.5 相变非易失性存储器 428

7.6 质子非易失性存储器 431

7.7 其他存储器技术的发展（例子） 434

7.7.1 晶闸管为基的SRAM（T-RAM） 435

7.7.2 按内容编址只读存储器（CAROM） 436

7.7.3 纳米存储器 438

7.7.4 固态全息存储器 439

参考文献 442