[发明专利]获取非挥发存储器中失效二进制位分布信息的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件电性能失效分析的方法与装置，特别涉及获取非挥发存储器中失效二进制位分布信息的方法与装置。

背景技术

非挥发存储器(Non-volatile memory，NVM)是目前广泛应用在大规模集成电路领域的器件之一。具有存储数据的功能，并可以提供数据的写入、读出、以及擦除操作，即使切断电源，其存储的内容也不消失，具有保存数据的功能。闪存(Flash Memory)是一种常见的非挥发存储器。非挥发存储器主要由非挥发存储器模块通过阵列的方式组成，每一个非挥发存储器模块都包括了一定数量的二进制位，每一个二进制位用于存储信号“0”或者“1”。例如某非挥发存储器是一种闪存，包含有2000个模块，而每个模块又包含有1M(1M＝1×10⁶)个二进制位，因此该闪存是一个2G(1G＝1×10⁹)二进制位容量的闪存。

在对非挥发存储器进行测试的过程中，首先要做芯片测试(Chip Probe，CP)，CP的测试结果就是生产线上所谓的良率。而随后进行的电性能失效分析测试是为了提升良率而做的分析测试。电性能失效分析测试的目的是进一步分析CP测试中失效的那些非挥发存储器。电性能失效分析测试可以检测出失效存储器的失效模式，反馈给生产部门以提升良率。在对非挥发存储器进行电性能失效分析测试的过程中，需要分别测试每一个存储器模块的工作状态是否正常，对于工作状态不正常的模块，更需要进一步得到模块内部失效二进制位的地址分布，以对失效的原因做进一步的统计学分析。

对于一个非挥发存储器进行失效性测试时，需要首先针对其中的每一个模块，检测不同的工作模式下是否失效。例如，对于闪存来说，首先要针对其中的每一个闪存模块，检测其在不同的工作模式下是否失效。通常需要检测的工作模式包括：读“1”、写入检测程序、读检测程序、反转检测程序、读“0”、擦除、擦除后读“1”，共七种工作模式。然后，对于发生失效的闪存模块，进一步检测其中每一个二进制位的失效情况。通过检测获取失效二进制位的分布信息，失效二进制位的分布信息中详细标明了闪存中每个失效二进制位的地址与失效类型。

目前常见的获取失效二进制位分布信息的方法如附图1所示。对于一个非挥发存储器，例如闪存，首先实施步骤S01a，检测“读‘1’”；然后实施S01b，记录“读‘1’失效”二进制位地址。实施完S01a～S01b步骤之后，即得到了产生“读‘1’失效”的二进制位对应的地址。之后再依次实施S02a，检测“写入检测程序”；S02b，记录“写入检测程序失效”二进制位地址；S03a，检测“读检测程序”；S03b，记录“读检测程序失效”二进制位地址；S04a，检测“反转检测程序”；S04b，记录“反转检测程序失效”二进制位地址；S05a，检测“读‘0’”；S05b，记录“读‘0’失效”二进制位地址；S06a，检测“擦除”；S06b，记录“擦除失效”二进制位地址；S07a，检测“擦除后读‘1’”；S07b，记录“擦除后读‘1’失效”二进制位地址。S08，获得包括七种工作状态的失效二进制位的地址分布信息。图1所示即为上述的测试过程。据此过程得到的失效二进制位的分布信息，可用于对非挥发存储器失效现象的统计学分析。

在中国专利申请02147054.5中还可以发现更多与上述技术方案相关的信息。该发明记载的一种测试阵列与测试存储阵列的方法，采用其提供的测试阵列对半导体存储器进行测试，可以提高测试的准确性。

非挥发存储器中失效二进制位分布信息是非挥发存储器生产与测试中的关键数据之一，是非挥发存储器测试工作中必须进行的测试环节。其结果反馈至生产线上的工程师们，可以用来指导工程师们有针对性地查找问题、改善工艺、提高产品良率。但该数据的检测需要对每一个失效模块中的每一个二进制位分别进行检测，因此耗时很长。对一个晶圆进行全面的检测，通常要十小时以上，甚至几十个小时。生产实践表明，对于一个闪存晶圆上的每一个非挥发存储器模块都采用图1所示的方法进行失效分析，整个测试周期耗时将达到十八个小时左右。