[發明專利]在線監控存儲器ONO膜層質量的方法、裝置及可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202010884880.9
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112017985A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 高勇平
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L21/67
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明提供了一種在線監控存儲器ONO膜層質量的方法、裝置及可讀存儲介質，應用于半導體技術領域。由于在高溫狀態下，存儲器ONO膜層中存儲的電荷會出現電荷逃逸的現象，因此，可以通過高溫烘烤后的存儲器ONO膜層的剩余閾值電壓窗口是否滿足該閾值電壓窗口對應的標準值的方式，評估存儲器ONO膜層質量，從而實現在線監控存儲器ONO膜層質量。進一步的，可以通過確定執行多次循環編程擦除操作之后的監控片的閾值電壓窗口是否符合閾值電壓窗口的標準要求，來在線評估存儲器ONO膜層的在循環編程擦除后的循環可靠性特性及數據保持能力特性。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種在線監控存儲器ONO膜層質量的方法、裝置及可讀存儲介質。

背景技術

SONOS(Semiconductor-Oxide-Nitride-Oxide-Semiconductor)閃存器件，由于具備良好的等比例縮小特性和抗輻射特性，已經成為了目前主要的閃存類型之一。但SONOS閃存器件在應用上還面臨著許多問題，其中，可靠性相關的問題主要有兩個：一是Endurance(電擦寫持久力)特性，即衡量SONOS器件在多次編程/擦除之后，器件特性方面可能的退化。二是DataRetention(數據保持力)特性，即SONOS器件的數據保存能力。

目前，業界對SONOS的數據保持力特性的評估方法是通過產品及電路層級的評價來評估，即，在整個芯片形成之后進行測試評估。然而，通過電路級測試雖然比較全面，但需要在所有的工藝完成之后進行，不能實時判斷出ONO膜的好壞，這樣就帶來了生產線的極大風險。而且，目前暫無有效的在線(inline)監控手段對SONOS閃存的數據保持力進行直接監控。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在線監控存儲器ONO膜層質量的方法，以解決現有技術中無法進行在線監控存儲器ONO膜層的質量的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種在線監控存儲器ONO膜層質量的方法，包括：

提供一具有ONO膜層的監控片，所述監控片上的ONO膜層與制作存儲器的晶片上的ONO膜層一道形成，所述ONO膜層包括氧化硅膜層、氮化硅膜層和氧化硅膜層；

對所述監控片進行預操作，所述預操作包括對所述監控片進行初始編程操作和初始擦除操作；

確定所述預操作之后的所述監控片對應的第一閾值電壓窗口；

對所述預操作之后的所述監控片進行第一次烘烤處理，并確定所述第一次烘烤處理之后的所述監控片對應的第二閾值電壓窗口；

判斷所述第二閾值電壓窗口是否滿足第二閾值電壓窗口標準要求，并以此評估所述監控片上的ONO膜層的質量，以監控存儲器ONO膜層質量。

可選的，判斷所述第二閾值電壓窗口是否滿足第二閾值電壓窗口標準要求，并以此評估所述監控片上的ONO膜層質量，以監控存儲器ONO膜層質量的步驟，可以包括：

若所述第二閾值電壓窗口不小于所述第二閾值電壓窗口的標準值，則確定所述制作存儲器的晶片上的ONO膜層具有符合存儲器設計要求的數據保持能力特性。

可選的，確定所述預操作之后的所述監控片對應的第一閾值電壓窗口的步驟，可以包括：

在對所述監控片進行初始編程操作之后，獲取初始編程操作之后的所述監控片對應的第一電容-電壓曲線，并將所述第一電容-電壓曲線中的峰值點對應的第一電壓值作為所述監控片的初始編程狀態電子電壓；

在對所述監控片進行初始擦除操作之后，獲取初始擦除操作之后的所述監控片對應的第二電容-電壓曲線；并將所述第二電容-電壓曲線中的峰值點對應的第二電壓值作為所述監控片的初始擦除狀態電子電壓；

將所述初始編程狀態電子電壓與所述初始擦除狀態電子電壓進行相減運算，并將相減之后得到的電壓作為第一閾值電壓窗口。