射频识别(RFID)技术具有识别速度快、识别距离远、可多目标同时识别和环境适应性好等众多优点,其在物流、产品防伪、目标跟踪、设备和资产管理等领域具有十分广阔的应用前景。而非易失性存储器又是射频识别标签的信息载体,主要用于安全信息、产品编码、用户信息等数据的存储。其读写功能、功耗和芯片面积等特性决定了射频识别标签的成本、识别距离和应用领域。因此,非易失性存储器是射频识别标签芯片设计的关键技术。本论文针对无源超高频射频识别标签芯片的应用需求,基于0.181μm单栅CMOS工艺设计实现了一种非易失性存储器芯片。其中包括了存储单元、灵敏放大电路、电荷泵、高压开关等关键电路模块。为了提高数据存储的可靠性,存储单元采用了双浮栅存储节点结构。为了降低编程功耗,采用了双向FN隧穿机制来实现电子向浮栅的注入和擦除。此外,为了减小存储器的面积,存储单元只由PMOS晶体管和MOS电容构成,并采用了厚度为4nm的栅氧作为隧穿结以进步降低存储器的面积和编程电压。流片实现了一版低功耗、小面积、容量为1Kbit的非易失性存储器芯片。其中存储单元和存储阵列的面积分别为96μm2和0.12mm2。测试结果表明,存储器在读／写速度分别为(268Kb/s)/(3.0Kb/s)时,其功耗分别为0.19μW/0.69μW,其可擦写次数超过60,000次。