存储器阈值电压均匀性的电性测试方法与流程

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种存储器阈值电压均匀性的电性测试方法。

背景技术：

在存储器开发中，各个存储单元的阈值电压均匀性是存储单元技术的重要指标，现有的技术中，以2t存储单元为例，存储单元是以阵列形式排布，各个存储单元之间主要的连接端包括选择管的字线(sgwordline)，存储管字线(wordline)，源线(sourceline)和漏极区(drainline)，以及基极区。

存储单元制作完成后，需要进行电性测试，在存储单元流片完成后的电性测试(wat)阶段，现有技术采用的方法为，在测试单元周围设置测试结构，每个测试结构上的pin连接各个存储单元，每个测试单元需要一个pin。然而这种测试结构只能测试阵列中有限数量的存储单元的阈值电压，例如，4个存储单元的测试需要超过5个pin的测试结构，如果测试所有阵列中存储单元的阈值电压需要很多的pin，在测试结构有限的面积下不可能实现，所以无法通过testkey(测试结构)来测试整个阵列的阈值电压和分布，也就无法知道整个阵列的阈值电压均匀性。并且，现有技术评估存储单元阈值电压均匀性还需要设计完整的测试电路，包括外围的擦写操作电路和读取电路，同时需要建立特殊测试程序，这需要比较长的时间和投入，延长了存储器开发的时间。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种存储器阈值电压均匀性的电性测试方法，可以测试测试存储器中的多个存储单元的阈值电压的均匀性，并且测试简单，测试时间短。

为了达到上述目的，本发明提供了种存储器阈值电压均匀性的电性测试方法，用于测试存储器中的多个存储单元的阈值电压是否均匀，所述存储单元包括：衬底、位于所述衬底内的基极区、位于所述衬底表面的并且具有一定距离的选择管和存储管、位于所述选择管一侧的源线以及位于所述存储管一侧的位线，所述选择管和所述存储管均位于所述源线和所述位线之间，所述电性测试方法包括：

向所述选择管施加第一电压，使得所述选择管一直保持开启状态；

连接所有存储单元的所述接源线，连接所有存储单元的位线以及连接所有存储单元的基极区；

向所述存储管施加第二电压，所述第二电压提供扫描电压；

所述第二电压每变化一次，向所述存储管施加一次脉冲电压；

量测所述基极区的电流；

将所述基极区的电流和第二电压的值做成阈值电压表；

保持所述基极区的电流恒定，所述第二电压变化的幅度越小，则存储器阈值电压越均匀。

可选的，在所述的存储器阈值电压均匀性的电性测试方法中，所述第一电压是恒定电压。

可选的，在所述的存储器阈值电压均匀性的电性测试方法中，所述第二电压的范围为-4v～4v。

可选的，在所述的存储器阈值电压均匀性的电性测试方法中，所述第二电压变化的步进为0.1v。

可选的，在所述的存储器阈值电压均匀性的电性测试方法中，所述脉冲电压的电压为2v，频率为1mhz。

可选的，在所述的存储器阈值电压均匀性的电性测试方法中，向选择管施加第一电压的方法包括：向所述选择管的字线施加第一电压。

可选的，在所述的存储器阈值电压均匀性的电性测试方法中，向存储管施加第二电压的方法包括：向所述存储管的字线施加第二电压。

可选的，在所述的存储器阈值电压均匀性的电性测试方法中，在所述存储管的栅极上施加脉冲电压。

可选的，在所述的存储器阈值电压均匀性的电性测试方法中，所述阈值电压表的横坐标为第二电压的值，所述阈值电压表的纵坐标为基极区电流的值。

可选的，在所述的存储器阈值电压均匀性的电性测试方法中，随着第二电压的增大，基极区的电流先升高再降低。

本发明还提供了一种存储器阈值电压均匀性的电性测试方法，用于测试存储器中的多个存储单元的阈值电压是否均匀，所述存储单元包括：衬底、位于所述衬底内的基极区、位于所述衬底表面的存储管、位于所述存储管一侧的源线以及位于所述存储管另一侧的位线，所述存储管位于所述源线和所述位线之间，所述电性测试方法包括：

连接所有存储单元的所述接源线，连接所有存储单元的位线以及连接所有存储单元的基极区；

向所述存储管施加扫描电压；

所述扫描电压每变化一次，再向所述存储管施加一次脉冲电压；

量测所述基极区的电流；

将所述基极区的电流和扫描电压的值做成阈值电压表；

保持所述基极区的电流恒定，所述扫描电压变化的幅度越小，则存储器阈值电压越均匀。

可选的，在所述的存储器阈值电压均匀性的电性测试方法中，向存储管施加扫描电压的方法包括：向所述存储管的字线施加扫描电压。

可选的，在所述的存储器阈值电压均匀性的电性测试方法中，在所述存储管的栅极上施加脉冲电压。

在本发明提供的存储器阈值电压均匀性的电性测试方法中，首先向所述选择管施加第一电压，让所述选择管一直开启；接着，连接所有存储单元的所述接源线、位线和基极区；接着，向所述存储管施加第二电压，所述第二电压为扫描电压；接着，所述第二电压每变化一次电压，在所述存储管上施加一次脉冲电压；接着，量测所述基极区的电流；接着，将所述基极区的电流和第二电压的值做成阈值电压表；最后，保持基极区的电流恒定，第二电压变化的幅度越小，则存储器阈值电压越均匀。相对于现有技术，本发明可以不使用额外的测试结构，可以同时测试所有存储单元的阈值电压，以判断存储器的阈值电压是否均匀，测试简单，并且，不用编写测试程序，测试时间较短，减少存储器开发的时间。

附图说明

图1是本发明实施例一的存储单元的结构示意图；

图2是本发明实施例一的存储器阈值电压均匀性的电性测试方法的流程图；

图3是本发明实施例一的阈值电压表的示意图；

图4是本发明实施例二的存储单元的结构示意图；

图5是本发明实施例二的存储器阈值电压均匀性的电性测试方法的流程图；

图6是本发明实施例二的阈值电压表的示意图；

图中：110-基极区、120-选择管、121-选择管字线、130-存储管、131-存储管字线、132-第一ono层、133-第二ono层、140-源线、150-位线、210-基极区、230-存储管、231-存储管字线、240-源线、250-位线。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。

实施例一

请参照图1，本发明提供了一种存储单元，包括：衬底、位于所述衬底内的基极区110，位于衬底表面的并且具有一定距离的选择管120和存储管130，位于选择管120一侧的源线140，位于存储管130一侧的位线150，所述选择管120和所述存储管130均位于所述源线140和所述位线150之间，选择管120由位于衬底表面的选择管字线121、位于选择管字线121两侧的氧化层。存储管130包括：存储管字线131，位于存储管字线131的两侧的第一ono层132，以及存储管字线131和衬底之间的第二ono层133。存储单元的结构是现有技术，在此，不做赘述，而这里的存储单元有多个，呈阵列的形式排列，多个存储单元的字线连接，位线连接，每个存储单元的阈值电压(开启电压)不同，基于此，本发明想验证多个存储单元的阈值电压的均匀性，现有技术中是在存储单元外围做多个

因此，请参照图2，本发明实施例提供了一种存储器阈值电压均匀性的电性测试方法，用于测试多个存储单元的阈值电压是否均匀，包括：

s11：向所述选择管120施加第一电压，使得所述选择管120保持一直开启的状态；

s12：连接所有存储单元的所述接源线140，连接所有存储单元的位线150以及连接所有存储单元的基极区110；

s13：向所述存储管130施加第二电压，所述第二电压为扫描电压；

s14：所述第二电压每变化一次电压，向所述存储管上施加一次脉冲电压；

s15：量测所述基极区110的电流；

s16：将所述基极区110的电流和第二电压的值做成阈值电压表；

s17：保持基极区110的电流恒定，第二电压变化的幅度越小，则存储器阈值电压越均匀。

优选的，所述第一电压是恒定电压。以保持选择管120一直处于开启的状态。

优选的，所述第二电压的范围为-4v～4v。所述第二电压的范围根据存储单元的阈值电压的范围来确定，阈值电压的范围越大，第二电压的范围越大。

优选的，所述第二电压变化电压的步进为0.1v。即，第二电压的范围为-4v～4v，第二电压为扫描电压，为一种锯齿波电压，电压在发生变压，每变化一次的幅值为0.1v，例如，一开始第二电压为-4v，接着第二电压变化为-3.9v，下一步第二电压变化为-3.8v，依次，直到第二电压变化到4v。

优选的，所述脉冲电压的电压为2v，频率为1mhz。即，第二电压为为-4v时，在向-3.9v变化的过程中，在存储管130上施加一个脉冲电压，脉冲电压的电压为2v，频率为1mhz，即在存储管130上施加的电压变成了-3.9v和2v电压的之和，最终为-1.9v。接着第二电压变化为-3.8v，在存储管130上施加脉冲电压后，变为-1.8v，下一步第二电压变化为-3.7v，在存储管130上施加脉冲电压后，变为-1.7v，依次下去，直到第二电压变化到4v。

优选的，向选择管施加第一电压的方法包括：向所述选择管的字线施加第一电压。即，向选择管字线121上施加第一电压。所述存储单元的源线已经连接，所述存储单元的位线已经连接，所有存储单元的基极区已经连接，因此，可以测试基极区110的电流从而判断所有存储单元的阈值电压的均匀性。

优选的，向存储管施加第二电压的方法包括：向所述存储管的字线施加第二电压。即，向所述存储管字线131施加第二电压。

优选的，在所述存储管130的栅极上施加脉冲电压。

优选的，所述阈值电压表的横坐标为第二电压的值，所述阈值电压表的纵坐标为基极区电流的值。

优选的，随着第二电压的增大，基极区的电流先升高再降低。这样，保持基极区的电流恒定时，对应有两个第二电压的值，这两个第二电压的差值越小，则存储器阈值电压越均匀。如图3，是阈值电压表，横坐标为第二电压的值，这里只取了-4v到0v范围的第二电压的值作为例子，在本发明的其他实施例中，可以取其他范围的第二电压的值，例如，可以去-4v到4v范围的第二电压的值作为例子。从图3中，可以看出，保持基极区的电流恒定，对应到横坐标上，第二电压有两个值，分别是x1和x2，x1和x2的差值越小，证明存储器阈值电压越均匀。

实施例二

参照图4，如果所述存储单元包括：基极区210，位于衬底表面的存储管230，位于存储管230一侧的源线240，位于存储管230另一侧的位线250，所述存储管230均位于所述源线240和所述位线250之间，存储管230包括：存储管字线231，位于存储管字线2131的两侧的第一ono层232，以及存储管字线231和衬底之间的第二ono层233。

因此，请参照图5，针对只有存储管的情况，本发明还提供了一种存储器阈值电压均匀性的电性测试方法，所述电性测试方法包括：

s21：连接所有存储单元的所述接源线，连接所有存储单元的位线以及连接所有存储单元的基极区210；

s22：向所述存储管施加扫描电压；

s23：所述扫描电压每变化一次，再向所述存储管230施加一次脉冲电压；

s24：量测所述基极区210的电流；

s25：将所述基极区210的电流和扫描电压的值做成阈值电压表；

s26：保持所述基极区210的电流恒定，所述扫描电压变化的幅度越小，则存储器阈值电压越均匀。

优选的，向存储管施加扫描电压的方法包括：向所述存储管的字线231施加扫描电压。

优选的，在所述存储管230的栅极上施加脉冲电压。

优选的，所述扫描电压的范围为-4v～4v。所述扫描电压的范围根据存储单元的阈值电压的范围来确定，阈值电压的范围越大，扫描电压的范围越大。

优选的，所述扫描电压变化电压的步进为0.1v。即，扫描电压的范围为-4v～4v，扫描电压为一种锯齿波电压，电压在发生变压，每变化一次的幅值为0.1v，例如，一开始第二电压为-4v，接着第二电压变化为-3.9v，下一步第二电压变化为-3.8v，依次，直到第二电压变化到4v。

优选的，所述脉冲电压的电压为2v，频率为1mhz。即，扫描电压为为-4v时，在向-3.9v变化的过程中，在存储管230上施加一个脉冲电压，脉冲电压的电压为2v，频率为1mhz，即在存储管230上施加的电压变成了-3.9v和2v电压的之和，最终为-1.9v。接着扫描电压变化为-3.8v，在存储管230上施加脉冲电压后，变为-1.8v，下一步扫描电压变化为-3.7v，在存储管230上施加脉冲电压后，变为-1.7v，依次下去，直到扫描电压变化到4v。

优选的，所述阈值电压表的横坐标为扫描电压的值，所述阈值电压表的纵坐标为基极区电流的值。

优选的，随着扫描电压的增大，基极区的电流先升高再降低。这样，保持基极区的电流恒定时，对应有两个扫描电压的值，这两个扫描电压的差值越小，则存储器阈值电压越均匀。如图6，是阈值电压表，横坐标为扫描电压的值，这里只取了-4v到0v范围的扫描电压的值作为例子，在本发明的其他实施例中，可以取其他范围的扫描电压的值，例如，可以去-4v到4v范围的扫描电压的值作为例子。从图6中，可以看出，保持基极区的电流恒定，对应到横坐标上，扫描电压有两个值，分别是x1和x2，x1和x2的差值越小，证明存储器阈值电压越均匀。

综上，在本发明实施例提供的的存储器阈值电压均匀性的电性测试方法中，首先向所述选择管施加第一电压，让所述选择管一直开启；接着，连接所有存储单元的所述接源线、位线和基极区；接着，向所述存储管施加第二电压，所述第二电压为扫描电压；接着，所述第二电压每变化一次电压，在所述存储管上施加一次脉冲电压；接着，量测所述基极区的电流；接着，将所述基极区的电流和第二电压的值做成阈值电压表；最后，保持基极区的电流恒定，第二电压变化的幅度越小，则存储器阈值电压越均匀。相对于现有技术，本发明可以不使用额外的测试结构，可以同时测试所有存储单元的阈值电压，以判断存储器的阈值电压是否均匀，测试简单，并且，不用编写测试程序，测试时间较短，减少存储器开发的时间。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。