[发明专利]检验闪存单元电性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及闪存(Flash Memory)，特别涉及检验闪存单元电性能的方法。

背景技术

闪存单元由一个带浮栅的MOS晶体管构成，该MOS晶体管的阈值电压可通过在其栅极上施加电场而被反复改变，此操作被称为编程。对应于浮栅中电荷的存在，存储单元会有两个阈值电压，即两种状态。当浮栅中的电子聚集时，存储单元的阈值电压就会升高，这是因为加到控制栅极的读信号电压和位线预充电电平保持不变，存储单元并不导通。存储单元的阈值电压可以通过从浮栅中移走电子的方法来降低，在这种情况下，所用的信号电压和位线与地相连进行放电，存储单元的晶体管导通。

电子工业出版社2005年1月出版的CMOS数字集成电路-分析与设计(第三版)公开了对于闪存单元的编程方法，包括通过沟通热电子注入向闪存单元的MOS晶体管浮栅存储电子使阈值电压升高，以及通过隧穿机理使闪存单元的MOS晶体管的浮栅释放电子，这样就可以对闪存单元进行数据编程。依据这种编程方法的原理，我们可以通过测量闪存单元的阈值电压来检验闪存单元的一项电性能指标：浮栅聚集电子的能力。即闪存单元的浮栅经过一定时间的存储电子编程是否能聚集足够的电子使得阈值电压达到规定的参考值来衡量。因此现有的检验方法即是模拟一个较恶劣的外部环境来对闪存单元进行检验，以达到实际使用的要求，分为存储电子编程、预检、使用模拟、终检四个步骤。如图3所示，存储电子编程，对闪存单元进行一次存储电子编程操作使闪存单元的阈值电压升高；预检，测量闪存单元的阈值电压，若闪存单元的测量所得的阈值电压能够达到规定的参考值，则说明闪存单元的浮栅聚集电子的能力初步合格。若闪存单元的测量所得的阈值电压没有达到规定的参考值，则认为此闪存单元的浮栅聚集电子的能力不合格，即电性能不合格。使用模拟，通过上述方法筛选出的一批初步合格的闪存单元需要建立一个较恶劣的外部环境来模拟实际使用的情况，只有这样才能真正筛选出能够实际使用的闪存单元。而建立一个较恶劣的外部模拟环境的通常做法就是对闪存单元进行烘培；终检，当烘培结束后，再次测量这批初步合格的闪存单元的阈值电压，看是否仍能够维持在规定的参考值，若闪存单元的阈值电压降到了规定的参考值以下，则认为闪存单元还是不能通过实际使用的考验，这些闪存单元将被视为电性能不合格。若闪存单元的阈值电压仍能够维持在规定的参考值以上，则认为闪存单元能够符合实际使用的需要，这些闪存单元将被视为电性能合格。

然而，由于在烘培过程中，闪存单元的阈值电压会有稍稍地下降。如图1所示，一些浮栅聚集电子能力很强的闪存单元在存储电子编程阶段聚集了足够多的电子，因而阈值电压很高，即使因为使用模拟阶段的烘培造成阈值电压下降仍能够维持在远高于规定的参考值的水平。而一些电性能处于零界状态的闪存单元，经过存储电子编程，阈值电压正好处于规定的参考值周围，这些闪存单元经过烘培后，阈值电压很有可能下降到规定的参考值以下。这样的话，这些闪存单元必然会因为阈值电压达不到规定的参考值而被认为其电性能不合格。但从实际上来说，这些闪存单元的聚集电子的能力通常被认为是可以接受的。因此，现有做法的缺点在于：会造成大量的电性能处于临界状态的闪存单元通不过第二次阈值电压检验而被视为电性能不合格，造成了产品良率的下降。

发明内容

本发明解决的问题是避免电性能处于临界状态的闪存单元被视为不合格而导致产品良率下降。

为解决上述问题，本发明提供了一种检验闪存单元电性能的方法，包括首次存储电子编程、预检、再次存储电子编程、使用模拟、终检五个步骤，

首次存储电子编程，对闪存单元进行规定时间的向浮栅存储电子的编程操作使闪存单元的阈值电压升高；

预检，测量经过存储电子编程的闪存单元的阈值电压，判断阈值电压是否达到了规定的参考值；

若闪存单元的阈值电压达不到规定的参考值，则闪存单元的电性能不合格；

若闪存单元的阈值电压达到了规定的参考值，则对闪存单元进行再次存储电子编程；

使用模拟，对进行过再次存储电子编程的闪存单元进行烘培；

终检，测量经过烘培的闪存单元的阈值电压，判断阈值电压是否仍维持在规定的参考值；

若闪存单元的阈值电压仍能够维持在规定的参考值以上，则闪存单元的电性能合格；

若闪存单元的阈值电压不能够维持在规定的参考值，则闪存单元的电性能不合格。