[發明專利]存儲單元可靠性的測試方法

有效

• 申請號: 201410418006.0
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN105448346B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 牛剛
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G11C29/08
• 分類號: G11C29/08
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 李儀萍

本發明提供一種存儲單元可靠性的測試方法，所述存儲單元具有開啟擦除狀態的第一閾值電壓和開啟編程狀態的第二閾值電壓，其中，所述存儲單元可靠性的測試方法至少包括：預先設定一感知電壓；對所述存儲單元進行擦除或編程操作，讀取所述存儲單元的當前電壓；比較所述當前電壓和所述感知電壓，根據比較結果確定所述存儲單元的當前工作狀態；判斷所述存儲單元的當前工作狀態與其所受的操作是否相符；若是，判定所述存儲單元正常工作；若否，則判定所述存儲單元失效。本發明能夠通過測試存儲單元的工作狀態，來測試存儲單元的可靠性，具有高精確度和較短的編程時間，方法簡單，能夠快速、精確評估存儲器產品的可靠性，同時節省了編程時間。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別是涉及一種存儲單元可靠性的測試方法。

背景技術

SCM(Semi-Conductor Memory，半導體存儲器)是一種普遍應用于各種電子設備(如計算機系統)的記憶設備，用來存放程序和數據。SCM由若干采用超大規模集成電路工藝制成的存儲芯片構成，每個存儲芯片中包含相當數量的存儲單元。

存儲單元的數據保持能力(Data Retention)、耐久力(Endurance)等電氣特性是評價SCM性能的參數，在SCM制作完成之后，通常會通過對存儲單元進行可靠性測試，從而評價SMC性能。數據保持能力為能夠長時間保持存儲信息的能力，通常為10年。耐久力為能夠維持100k到1M讀/寫/擦除周期而不失去存儲信息的能力。

影響存儲單元可靠性的原因有很多，例如存儲單元本身的先天缺陷、環境等因素。由于存儲單元在制備過程或工藝流程中可能會產生結構上的先天缺陷，造成對其進行編程或擦除操作時出現問題，從而導致其工作狀態與其所受的操作不相符，最終嚴重影響了存儲單元的可靠性。而在高溫環境下對存儲單元進行編程或擦除，很可能引起器件電失效，也會嚴重影響存儲單元的可靠性。

現有的存儲單元可靠性的測試方法，通常采用閾值電壓作為衡量器件可靠性的關鍵參量，閾值電壓被普遍用于描述存儲器的性能退化，預測其耐久性、數據保持力和壽命等方面。然而，隨著存儲器向小尺寸、低功耗、高集成度方向的迅速發展，閾值電壓窗口在不斷減小，其預測的存儲單元可靠性精確度卻在不斷降低，很多存在問題的存儲單元無法被發現，導致將存儲器差品作為良品出廠。此外，發明人發現，現有測試方法中，往往每次對存儲單元的編程操作時間都較長，而長時間的編程將導致存儲單元失效，這將進一步降低可靠性測試的精確度。

因此，現在亟需一種具有高精確度的存儲單元可靠性的測試方法，在此基礎上，能夠縮短對存儲單元的編程操作時間。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種存儲單元可靠性的測試方法，能夠通過測試存儲單元的工作狀態，來測試存儲單元的可靠性，具有高精確度，節省了編程時間，用于解決現有技術中采用閾值電壓衡量器件可靠性，精確度較低的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種存儲單元可靠性的測試方法，所述存儲單元具有開啟擦除狀態的第一閾值電壓和開啟編程狀態的第二閾值電壓，其中，所述存儲單元可靠性的測試方法至少包括：

預先設定一感知電壓；其中，所述感知電壓配置為大于所述第一閾值電壓、小于所述第二閾值電壓，且使所述存儲單元處于擦除狀態和編程狀態之間的中間狀態的標準電壓；

對所述存儲單元進行擦除或編程操作，讀取所述存儲單元的當前電壓；

比較所述當前電壓和所述感知電壓，在所述當前電壓大于所述感知電壓、小于所述第二閾值電壓時，所述存儲單元的當前工作狀態為編程狀態；在所述當前電壓小于所述感知電壓、大于所述第一閾值電壓時，所述存儲單元的當前工作狀態為擦除狀態；

判斷所述存儲單元的當前工作狀態與其所受的操作是否相符；若是，判定所述存儲單元正常工作；若否，則判定所述存儲單元失效。