CN111489784B - 嵌入式闪存失效的筛选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种嵌入式闪存失效的筛选方法，包括提供嵌入式闪存；在片擦除操作的数据擦除模式下，通过监控嵌入式闪存的控栅端的电压值变化，判断嵌入式闪存是否失效；当控栅端的电压值大于参考值时，判断嵌入式闪存的位线与控栅之间存在虚短路现象，以判定嵌入式闪存失效；当控栅端的电压值等于参考值时，判断嵌入式闪存的位线与控栅之间不存在虚短路现象，以判断嵌入式闪存有效。本发明能够快速检测嵌入式闪存是否失效，判断周期短，提高了筛选效率。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种嵌入式闪存失效的筛选方法。
背景技术
在半导体集成电路器件的制造工艺中，在制造完成半导体器件之后，需要对其器件进行测试，以判断器件是否失效。请参考图1，嵌入式闪存器件包括若干存储单元阵列，每个存储单元阵列包括基底100，以及位于基底100上的第一浮栅FG0、第二浮栅FG1、第一控栅CG0、第二控栅CG1、第一位线BL0、第二位线BL1和字线WL。在嵌入式闪存器件制造完成之后，需要对其进行失效性测试。请参考图2，位线与右侧的存储单元阵列中的第一控栅CG0存在虛短路现象；请参考图3，位线与左侧的存储单元阵列中的第二控栅CG1存在虛短路现象；其中虛短路现象，是指位线与控栅的距离靠近的比近，但又没有连接在一起，即位线与控栅之间不接触而导致的短路风险。则嵌入式闪存器件由于存储单元阵列中的位线与控栅之间的短路而导致失效。因此需要将这些失效的嵌入式闪存器件筛选出来。传统的嵌入式闪存器件失效的筛选方法是：在特定条件(例如SEO压力模式或者本领域的公知条件)下，对某一位、二位或者某一列的位地址进行编程和擦除，首先对嵌入式闪存的位地址执行数据编程模式，即对嵌入式闪存器件的位地址编程一次；然后对嵌入式闪存的位地址执行数据擦除模式，即对嵌入式闪存器件的位地址擦除一次。以对嵌入式闪存的1位地址执行数据编程模式和数据擦除模式为例进行说明，在数据编程模式执行数据为00时的编程周期为6s；在数据擦除模式执行数据为FF的擦除周期为1s，从而导致筛选失效嵌入式闪存器件的判断周期长。
发明内容
本发明的目的在于，提供了一种嵌入式闪存失效的筛选方法，以快速检测嵌入式闪存是否失效。
为达到上述目的，本发明提供一种嵌入式闪存失效的筛选方法，包括提供嵌入式闪存；在片擦除操作的数据擦除模式下，通过监控嵌入式闪存的控栅端的电压值变化，判断嵌入式闪存是否失效；当控栅端的电压值大于参考值时，判断嵌入式闪存的位线与控栅之间存在虛短路现象，以判定嵌入式闪存失效。
进一步的，本发明提供的嵌入式闪存失效的筛选方法，当控栅端的电压值等于参考值时，判断嵌入式闪存的位线与控栅之间不存在虛短路现象，以判断嵌入式闪存有效。
进一步的，本发明提供的嵌入式闪存失效的筛选方法，通过控制器监控所述嵌入式闪存的控栅端的电压值。
进一步的，本发明提供的嵌入式闪存失效的筛选方法，通过电学性能测试的板卡监控嵌入式闪存的控栅端的电压值变化，然后将监控的电压值与板卡中预设的所述参考值进行比较，以判断嵌入式闪存是否失效。
进一步的，本发明提供的嵌入式闪存失效的筛选方法，所述参考值为预设的某一点值或者某一范围值。
进一步的，本发明提供的嵌入式闪存失效的筛选方法，所述参考值通过在相同数据擦除模式下监控多个所述嵌入式闪存的控栅端的电压值进行确定，当多个所述嵌入式闪存的控栅端的电压值至少两个以上相同时，确定为参考值。
进一步的，本发明提供的嵌入式闪存失效的筛选方法，所述参考值通过在相同数据擦除模式下监控两个所述嵌入式闪存的控栅端的电压值进行确定，当两个所述嵌入式闪存的控栅端的电压值不相同时，确定控栅端的电压值较小的嵌入式闪存的控栅端的电压值为参考值。
进一步的，本发明提供的嵌入式闪存失效的筛选方法，所述数据擦除模式是对嵌入式闪存的位地址执行数据擦除。
进一步的，本发明提供的嵌入式闪存失效的筛选方法，所述位地址包括位地址、列位地址或者扇区的位地址。
进一步的，本发明提供的嵌入式闪存失效的筛选方法，所述嵌入式闪存包括若干存储单元阵列，每个所述存储单元阵列包括基底，以及位于基底上的第一浮栅、第二浮栅、第一控栅、第二控栅、第一位线、第二位线和字线。
本发明提供的嵌入式闪存失效的筛选方法，仅在片擦除操作的数据擦除模式下进行，不需要执行数据编程模式，从而节约了数据编程模式时占用的执行周期，并且通过监控嵌入式闪存的控栅端的电压值变化，以判断嵌入式闪存的位线与控栅之间是否存在虛短路现象，从而判定嵌入式闪存是否失效。由于嵌入式闪存的控栅端的电压值为电学性能参数，具有检测快、读取周期短的效果，并且不需要执行数据编程模式，因此，与现有技术相比，本发明在判定嵌入式闪存是否失效时具有判断周期短，快速判断的效果，提高了嵌入式闪存是否失效的筛选效率。
附图说明
图1是的嵌入式闪存的结构示意图；
图2至图3是嵌入式闪存的电镜图；
图4是嵌入式闪存失效的筛选方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的嵌入式闪存失效的筛选方法作进一步详细说明。根据下面说明，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。
请参考图1至图4，本发明实施例提供的嵌入式闪存失效的筛选方法，包括：
步骤201，请参考图1，提供嵌入式闪存。所述嵌入式闪存，包括但不限于若干存储单元阵列，每个存储单元阵列包括基底100，以及位于基底100上的第一浮栅FG0、第二浮栅FG1、第一控栅CG0、第二控栅CG1、第一位线BL0、第二位线BL1和字线WL。需要说明的是，本发明实施例的嵌入式闪存为简化结构，仅示例了与本发明实施例目的相关的结构，未示出绝缘层、间隔绝缘层等，其不得作为本发明实施例的限制。
步骤202，在片擦除操作的数据擦除模式下，通过监控嵌入式闪存的控栅端的电压值变化，判断嵌入式闪存是否失效；请参考图2和图3，当控栅端的电压值大于参考值时，判断嵌入式闪存的位线与控栅之间存在虛短路现象，以判定嵌入式闪存失效；当控栅端的电压值等于参考值时，判断嵌入式闪存的位线与控栅之间不存在虛短路现象，以判断嵌入式闪存有效。其中虛短路现象，是指位线与控栅的距离靠近得比较近，但又没有连接在一起，即位线与控栅之间不接触而导致的短路风险。
其中，片擦除损伤的数据擦除模式是对嵌入式闪存的位地址执行数据擦除，其中位地址包括位地址、列位地址或者扇区的位地址。可以是1个位地址，两个位地址，也可以是1列位地址，两列位地址，还可以是一个扇区的位地址，两个以上扇区的位地址。
本发明实施例提供的嵌入式闪存失效的筛选方法，仅在片擦除操作的数据擦除模式下进行，不需要执行数据编程模式，不需要对整个扇区执行数据擦除操作，从而节约了数据编程模式时占用的执行周期，并且通过监控嵌入式闪存的控栅端的电压值变化，以判断嵌入式闪存的位线与控栅之间是否存在虛短路现象，从而判定嵌入式闪存是否失效。由于嵌入式闪存的控栅端的电压值为电学性能参数，具有检测快、读取周期短的效果，并且不需要执行数据编程模式，因此本发明实施例在判定嵌入式闪存是否失效时具有判断周期短，快速判断的效果，提高了嵌入式闪存是否失效的筛选效率。
对于上述嵌入式闪存的控栅端的参考值的确定可以采用以下方法。
方法一、所述参考值为预设的某一点值或者某一范围值。由于参考值为预设的点值或者范围值，因此，在监控到嵌入式闪存的控栅端的电压值之后便可以执行电压值的比对步骤，从而判断嵌入式闪存的位线与控栅之间存在虛短路现象，以判定嵌入式闪存失效。
例如：通过电学性能测试的板卡(PE卡)监控嵌入式闪存的控栅端的电压值变化，然后将监控的电压值与板卡中预设的所述参考值进行比较，以判断嵌入式闪存是否失效。其中板卡为本领域的公知技术，板卡中可以包括单片机等微控制器。参考值加载到板卡的存储单元中，以1位地址为例，本发明实施例仅执行片擦除的数据擦除模式，不执行编程周期为6s的数据编程模式，而数据擦除模式仅执行片擦除操作，不执行扇区的全部擦除操作，其片擦除的执行周期小于或者等于0.1s，则在片擦除操作时，监控嵌入式闪存的控栅端的电压值与参考值比较之后，仅在0.1s左右的判断周期内即可判断出嵌入式闪存是否失效，具有判断周期短和快速判断的优点。
又例如：通过单独的监控器监控嵌入式闪存的控栅端的电压值变化，如下表1所示：
在两个位地址(Twin Bits)执行数据为0xFF的片擦除操作的数据擦除模式下，假设参考值电压为-7.0V，加载的擦除电压为-5.978V(表1中Chip Erase所在列)时，当监控到嵌入式闪存的控栅端的电压值为-8.278V(表1中Pass Sector Erase所在列)时，由于-8.278V<-7.0V，则判断嵌入式闪存的位线与控栅之间不存在虛短路现象，从而判定嵌入式闪存有效；当监控到嵌入式闪存的控栅端的电压值为-5.991V(表1中Fail Sector Erase所在列)时，由于-5.991V>7.0V，则判断嵌入式闪存的位线与控栅端之间存在虛短路现象，则判定嵌入式闪存失效。
在两个位地址执行数据为0x3F的片擦除操作的数据擦除模式下，假设参考值电压为-6.9V，加载的擦除电压为-5.958V时，将作为参考值，当监控嵌入式闪存的控栅端的电压值为-7.861V时，由于-7.861V<-6.9V，则判断嵌入式闪存的位线与控栅端之间不存在虛短路现象，从而判定嵌入式闪存有效；当监控嵌入式闪存的控栅端的电压值为-6.603V时，由于-6.603V>-6.9V，判断嵌入式闪存的位线与控栅端之间存在虛短路现象，从而判定嵌入式闪存失效。表1中列举了两个位地址执行片擦除操作的数据擦除模式下，根据擦除数据设定不同的参考值的条件下，加载相应的擦除电压，监控得到嵌入式闪存的控栅端的电压值变化，然后通过监控电压值与参考值进行比较，以判断嵌入式闪存是否失效，由于这些电压值仅为示例，不得作为实际执行片擦除操作的数据擦除模式时的限制。在表1中还示例了一个位地址(Single Bit)和一列位地址(Colum Bits)在执行片擦除操作的数据擦除模式下根据不同的擦除数据加载不同的擦除电压及设定参考值电压，当采用本发明实施例的方法监控得到嵌入式闪存的控栅端的电压值大于参考值电压时，即可判断判断嵌入式闪存的位线与控栅端之间存在虚短现象，则判定嵌入式闪存失效。由于控制器需要测量嵌入式闪存的控栅端的具体电压值，然后再与参考值进行比较，故其判断周期大约为0.5s左右。其与现有技术相比，仍然具有判断周期短和快速判断的优点。
表1
方法二、参考值通过在相同数据擦除模式下监控多个所述嵌入式闪存的控栅端的电压值进行确定，当多个所述嵌入式闪存的控栅端的电压值至少两个以上相同时，确定为参考值。其中控栅端的电压值相同的越多，参考值的准确度越高。此种方法二通过在嵌入式闪存的电学测试环境中直接确定参考值。相比于方案一来说，本方法二具有根据当前晶圆进行现场提取参考值的效果。
方法三、参考值通过在相同数据擦除模式下监控两个以上所述嵌入式闪存的控栅端的电压值进行确定，当两个所述嵌入式闪存的控栅端的电压值不相同时，确定控栅端的电压值较小的嵌入式闪存的控栅端的电压值为参考值。本方法三与方法二的效果相同。
方法四、通过其它方法监控有效的嵌入式闪存的控栅端的电压值与本发明监控嵌入式闪存的控栅端的电压值是否相同，若电压值相同则作为参考值。本方法四相比于方法二和方法三来说，其具有确定参考值更加准确的效果。
请参考图2和图3，嵌入式闪存的位线与控栅之间存在的虚短现象，可以反映在任一存储单元阵列中。请参考图2，位线BL与右侧的存储单元阵列F中的第一控栅CG0存在虚短现象，即附图标记为F的存储单元阵列的位线与控栅之间存在虚短现象；请参考图3，位线BL与左侧的存储单元阵列中的第二控栅CG1存在虚短现象。通过本发明实施例对嵌入式闪存失效的筛选方法，可以准确判断出嵌入式闪存单元的具体为哪个存储单元阵列出现虚短现象而导致的嵌入式闪存失效故障，从而为后续的嵌入式闪存的制造工艺的合格率改进方案提供指导基准。
本发明实施例中的“以上”均包括本数。例如两个以上，包括两个以及两个以上的数量。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明权利要求书的保护范围。
Claims (9)
1.一种嵌入式闪存失效的筛选方法，其特征在于，包括：
提供嵌入式闪存；在片擦除操作的数据擦除模式下，通过监控嵌入式闪存的控栅端的电压值变化，判断嵌入式闪存是否失效；当控栅端的电压值大于参考值时，判断嵌入式闪存的位线与控栅之间存在虛短路现象，以判定嵌入式闪存失效；当控栅端的电压值等于参考值时，判断嵌入式闪存的位线与控栅之间不存在虛短路现象，以判断嵌入式闪存有效；
其中，所述虛短路现象是指位线与控栅的距离靠近，且未接触而导致的短路。
2.如权利要求1所述的嵌入式闪存失效的筛选方法，其特征在于，通过控制器监控所述嵌入式闪存的控栅端的电压值。
3.如权利要求1所述的嵌入式闪存失效的筛选方法，其特征在于，通过电学性能测试的板卡监控嵌入式闪存的控栅端的电压值变化，然后将监控的电压值与板卡中预设的所述参考值进行比较，以判断嵌入式闪存是否失效。
4.如权利要求1所述的嵌入式闪存失效的筛选方法，其特征在于，所述参考值为预设的某一点值或者某一范围值。
5.如权利要求1所述的嵌入式闪存失效的筛选方法，其特征在于，所述参考值通过在相同数据擦除模式下监控多个所述嵌入式闪存的控栅端的电压值进行确定，当多个所述嵌入式闪存的控栅端的电压值至少两个以上相同时，确定为参考值。
6.如权利要求1所述的嵌入式闪存失效的筛选方法，其特征在于，所述参考值通过在相同数据擦除模式下监控两个所述嵌入式闪存的控栅端的电压值进行确定，当两个所述嵌入式闪存的控栅端的电压值不相同时，确定控栅端的电压值较小的嵌入式闪存的控栅端的电压值为参考值。
7.如权利要求1所述的嵌入式闪存失效的筛选方法，其特征在于，所述数据擦除模式是对嵌入式闪存的位地址执行数据擦除。
8.如权利要求7所述的嵌入式闪存失效的筛选方法，其特征在于，所述位地址包括位地址、列位地址或者扇区的位地址。
9.如权利要求1所述的嵌入式闪存失效的筛选方法，其特征在于，所述嵌入式闪存包括若干存储单元阵列，每个所述存储单元阵列包括基底，以及位于基底上的第一浮栅、第二浮栅、第一控栅、第二控栅、第一位线、第二位线和字线。
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