非挥发性存储器存储单元特性评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种用电压扫描配合位图对非挥发性存储器进行阈值电压评估的方法：定义存储数据0的存储管表现为负的阈值电压，存储数据1的存储管表现为正的阈值电压，首先在非挥发存储器中写入数据，向存储单元的栅极施加正电压或者负电压，同时读出存储器中的数据将其与最初写入的数据进行比较。且在此过程中，逐步增大向栅极施加的电压绝对值，若这个电压达到一定值，部分存储单元就会发生0和1之间的数据转换的情况，此时栅极的电压就是这部分存储单元的阈值电压。用位图工具记录下不同的电压值下发生0或1转换的存储单元的数量及其在存储器中所处的位置，即可得出存储器的阈值电压的分布情况。
【专利说明】非挥发性存储器存储单元特性评估方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体集成电路测试领域，特别是指一种非挥发性存储器存储单元特性评估方法。
【背景技术】
[0002]非挥发性存储器(NVM:Non-Volatile Memory),是一种掉电后仍能保存数据的一种存储器，即存储器(注:本说明书中以下若简称存储器均指非挥发性存储器)内部存储的数据不会因为电源供电的中断而消失，在重新供电后，内部数据可以读出。 [0003]非挥发性存储器的存储内核(cell)是由一系列的位于字线及位线上的存储管存储管阵列构成，通过地址选择与施加编程电压，改变存储阵列中某些存储管的阈值电压，从而改变存储单元的存储状态。在读电路中设定一个阈值电压的比较判定标准，则分布在判定标准两边的阈值电压对应于数据O和数据1，因此，组成存储阵列的存储管的阈值电压VT，是非挥发性存储器工作特性的一个重要指标。由于制造工艺等原因，构成存储阵列的个体存储管之间的阈值电压存在差异，目前一般在测试非挥发性存储器存储单元的阈值电压分布情况时，是对存储器芯片进行读操作，通过一个端子施加正电压或者负电压，当有一个存储单元发生O和I之间的变化时，就停止测试。因此，现有方法只能得到每个芯片中阈值电压绝对值最小的那个存储单元的阈值电压值，样本数量有限，难以得出产品中所有存储单元的阈值电压特性统计数据。如下表所示，表中X及Y分别代表存储器中的字线及位线，表征存储管在存储阵列内的位置，VTE是擦除电压，对应于数据0，VTP是编程电压，对应于数据I。现有测试方法只能用全部存储单元中阈值电压绝对值最小的那个存储单元的阈值电压来代表整个芯片的阈值电压特性。
[0004]
【权利要求】
1.一种非挥发性存储器存储单元特性评估方法，对非挥发性存储器的存储单元存储管进行阈值电压扫描，所述非挥发性存储器能存储数据O和数据I两种数据，其特征在于: 定义存储数据O的存储单元表现为负的阈值电压，存储数据I的存储单元表现为正的阈值电压； 首先，对非挥发性存储器阵列进行数据O和I的写入； 向所述存储单元的存储管栅极加正电压或者负电压，同时读出非挥发性存储器中的数据，并与最初写入的数据进行比较，在此过程中，逐步增大向栅极施加电压的绝对值； 当施加到栅极电压绝对值到达一定值之后，所述存储单元的存储管会陆续发生0、1之间互相的数据翻转，发生数据翻转时栅极所加的电压值即为所对应的存储单元存储管的阈值电压； 通过位图记录工具同步记录下发生数据0、1之间互相转换的存储管的地址及实时栅极电压的信息，即能得出所述非挥发性存储器的阈值电压分布情况。
2.如权利要求1所述的非挥发性存储器存储单元特性评估方法，其特征在于:若向非挥发性存储器预先写入的数据全为1，则在对非挥发性存储器进行读操作时，是向存储单元的栅极施加正电压，逐步增大所述电压值，用位图工具记录下每个电压值下发生数据I转换为O的存储单元数量及位置坐标,直到所有的存储单元的数据I都转换为O为止；则获得非挥发性存储器阵列所有存储单元写入数据I对应的阈值电压分布数据。
3.如权利要求1所述的非挥发性存储器存储单元特性评估方法，其特征在于:若向非挥发性存储器预先写入的数据全为O，则在对非挥发性存储器进行读操作时，是向存储单元的栅极施加负电压，逐步增大所述负电压绝对值，用位图工具记录下每个电压值下发生O转换为I的存储单元数量及位置坐标，直到所有的存储单元的数据O都转换为I为止；则获得非挥发性存储器阵列所有存储单元写入数据O对应的阈值电压分布数据。
4.如权利要求1和2及3所述的非挥发性存储器存储单元特性评估方法，其特征在于:若非挥发性存储器单元内预先写入的数据同时包含有I和O，则对数据为I的存储单元进行栅极施加正电压的相应操作，则获得非挥发性存储器阵列所有写入数据I的存储单元对应的阈值电压分布数据；对数据为O的存储单元进行栅极施加负电压的相应操作，则获得非挥发性存储器阵列所有写入数据O的存储单元对应的阈值电压分布数据。
5.如权利要求1所述的非挥发性存储器存储单元特性评估方法，其特征在于:施加到非挥发性存储器存储管栅极上的电压是从OV开始，电压绝对值逐渐增大，直到所有的存储管全部发生数据翻转为止。
6.如权利要求1所述的非挥发性存储器存储单元特性评估方法，其特征在于:通过对位图记录工具记录的信息进行分析，得到存储单元阈值电压的均一性或离散性、中心分布特性，以及存储单元异常分布的阵列内分布特性。
【文档编号】G11C29/08GK103971749SQ201310032606
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月28日 优先权日:2013年1月28日
【发明者】罗旭, 曾志敏, 张雨田 申请人:上海华虹宏力半导体制造有限公司