[发明专利]非易失存储器的过擦除处理方法和处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及半导体存储器技术领域，特别是涉及一种非易失存储器的过擦除处理方法和处理系统。

背景技术

为了验证存储器产品的正确性，在产品出厂前会进行一连串的测试流程。这些存储产品可以包括非挥发性存储器产品(例如，快闪存储器Flash，或是可电除可编程只读存储器EEPROM等)，也可以包括一次性可编程OTP类存储器。一般的测试流程可以包括产品接脚(pin)的短路/断路测试、逻辑功能测试、电擦除特性测试(以判断该挥发性存储器内的资料是否可以被电擦除且再写入新资料)、程序码测试(将写入该非挥发性存储器的程序码读出并与该写入程序码作比对，以判断该非挥发性存储器的读写动作是否正确)等等。

在进行电擦除特性测试过程中，以闪存(Flash Memory)为例，它是一种基于半导体的存储器，具有系统掉电后仍可保留内部信息、在线擦写等功能特点，闪存通过热电子注入机制实现对器件编程，采用隧道效应实现擦除。

为了加快擦除步骤的过程，一般都会施加较强的擦除条件来进行擦除(erase)操作，在这种情况下，逻辑块(block)中的一些存储单元(cell)则可能出现过擦除(over-erase)的状态。过擦除状态形成的主要原因为：假设在一闪存的栅极G端施加-8V的电压，源极S端和衬底施加+7V的电压，漏极D端不加电压，单个擦除脉冲的持续时间从几毫秒到几十毫秒。在擦除过程中，一个逻辑块中只要有存储单元没有达到擦除状态，则需要重新向整个逻辑块施加擦除脉冲。由于一个逻辑块中每个存储单元的FG上电子数都不同，因此各个存储单元受擦除脉冲的影响也不同。即向某个逻辑块施加擦除脉冲时，这个逻辑块中每个存储单元的FG上的电子向衬底迁移的数目也不同，在多次施加擦除脉冲直至逻辑块中所有存储单元都达到擦除状态时，那些电子迁移数目较多的存储单元的阈值电压(V_T)可能就会低于擦除状态范围，此时，这些阈值电压低于擦除状态范围存储单元就处于过擦除状态。

通常情况下，在逻辑块的擦除状态完成后(即指erase_verify校验擦除操作成功后)，采用较强的软编程条件把处于过擦除状态的存储单元恢复到正常的擦除状态。即向这些过擦除的存储单元不断施加编程脉冲，直到把这些存储单元恢复到正常的擦除状态。然而，由于经过较强擦除条件的擦除操作，会导致逻辑块中存储单元的阈值电压分布范围很广，有些存储单元的阈值电压过低，甚至低于0V。在这种情况下，经过软编程操作，仍然还会有部分存储单元的阈值电压低于0V或者只是稍大于0V，无法恢复到正常的擦除状态。因此，通常情况下，会进行二次编程处理，即将经过一次过擦除处理后阈值电压仍然低于0V或者稍大于0V的存储单元的字线施加电压，直到恢复到正常的擦除状态。但是二次编程只是对部分存储单元进行操作，当需要施加电压时，需要根据该部分存储单元所在地址一个一个的进行，因此所花费的时间较长，降低了测试的整体效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种非易失存储器的过擦除处理方法和处理系统，能够快速的使所有的存储单元恢复到正常的擦除状态，节省了过擦除处理的时间，提高了测试的效率。

为了解决上述问题，本发明公开了一种非易失存储器的过擦除处理方法，包括以下步骤：

在逻辑块中所有存储单元的字线上施加大于目标阈值电压的处理电压；

校验所有存储单元的阈值电压是否大于等于目标阈值电压，若是，则结束操作，反之，则进行下一步骤；

对校验后所有阈值电压小于目标阈值电压的存储单元进行软编程操作，并返回上一步骤。

进一步地，所述处理电压的选取方法为：

确定目标阈值电压及过驱动电压；

所述处理电压的取值为目标阈值电压与过驱动电压之和。

进一步地，所述目标阈值电压的取值为正常擦除状态下阈值电压范围的最小值。

进一步地，所述目标阈值电压的取值范围为0.5V-1V。

进一步地，所述校验所有存储单元的阈值电压是否大于等于目标阈值电压包括以下步骤：

选择一个参考存储单元，所述参考存储单元的阈值电压为目标阈值电压，并给该存储单元的字线施加一个参考电压，获得预定的参考电流；

给待校验的各存储单元的字线施加一个正电压，得出该待校验存储单元中的测量电流；

比较参考电流和各测量电流，若测量电流大于参考电流，则存储单元的阈值电压小于目标阈值电压，反之，则大于等于目标阈值电压。

进一步地，所述预定的参考电流根据逻辑块的大小确定，逻辑块越大，预定的参考电流越大。