專利名稱：閃存中過擦除存儲(chǔ)單元的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域的檢測(cè)工藝，具體地說，涉及一種用于檢測(cè)閃存中 過擦除存儲(chǔ)單元具體物理地址的方法。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品日漸普及，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的容量與需求量也快速增加。閃存
(flash memory )由于兼具只讀存儲(chǔ)器的非易失性和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的可存取性 成為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的主流。閃存的主要技術(shù)問題之一是數(shù)據(jù)擦除后存儲(chǔ)單元的
閾值電壓分布較廣。在數(shù)據(jù)擦除過程中，有些存儲(chǔ)單元擦除的較快，有些擦除 的較慢，擦除最快和最慢的存儲(chǔ)單元決定了閾值電壓的分布范圍，兩者差距越 大，閾值電壓分布越廣。由于閃存內(nèi)所有存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)擦除是并行進(jìn)行的， 所以當(dāng)大部分存儲(chǔ)單元的閾值電壓低于基準(zhǔn)值后，擦除快的存儲(chǔ)單元的閾值電 壓就會(huì)很低，發(fā)生過擦除現(xiàn)象。過擦除存儲(chǔ)單元的控制柵極在零偏壓的情況下， 仍然產(chǎn)生較大的漏電流。由于同一列的存儲(chǔ)單元的漏極是連在一起的，從而導(dǎo) 致含有過擦除存儲(chǔ)單元位線的總漏電流大于基準(zhǔn)值，這樣該條位線上的其他存 儲(chǔ)單元也會(huì)受到影響，例如編程后讀取錯(cuò)誤。
此外，過擦除單元通常通過軟編程來糾正，由于經(jīng)過多次編程-擦除循環(huán)后， 存儲(chǔ)單元的性能發(fā)生衰減，過擦除情況出現(xiàn)的越多，需要軟編程的次數(shù)越多， 衰減的情況也越嚴(yán)重，當(dāng)達(dá)到次數(shù)極限后，這些存儲(chǔ)單元就成為壞區(qū)，導(dǎo)致閃 存的容量變小，所有應(yīng)當(dāng)盡量避免過擦除現(xiàn)象的發(fā)生。
為了增加閃存的使用壽命，在每一次數(shù)據(jù)擦除后， 一般需要進(jìn)行過擦除測(cè) 試，以方便進(jìn)行修復(fù)。現(xiàn)有的檢測(cè)方法是在柵極沒有偏壓的情況下，測(cè)試每一 位線的漏電流，且與基準(zhǔn)值比較，前者大于后者的位線上具有過擦除存〗諸單元。 該方法僅能檢測(cè)出過擦除存儲(chǔ)單元所在的位線，但無法檢測(cè)出過擦除存儲(chǔ)單元 的具體物理位置。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種檢測(cè)方法，數(shù)據(jù)擦除后， 該方法可以4企測(cè)出過4察除存儲(chǔ)單元的具體物理地址。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了 一種新的閃存中過擦除存儲(chǔ)單元的檢 測(cè)方法。該閃存包括數(shù)條位線和字線，其中該閃存內(nèi)同一行存儲(chǔ)單元的控制柵 極連接在同一條字線上，該閃存內(nèi)同一列存儲(chǔ)單元的漏^l連^l妄在同一條位線上，
該檢測(cè)方法包括如下步驟a.測(cè)量閃存內(nèi)所有位線的漏電流，將該漏電流與基 準(zhǔn)漏電流比較，其中漏電流大于基準(zhǔn)漏電流的位線為異常位線；b.逐一對(duì)每條 字線連接的控制柵極加電壓，提高該條字線連接的存儲(chǔ)單元的閾值電壓；c.每 對(duì)一條字線連接的控制柵極加電壓后，就對(duì)異常位線進(jìn)行一次的漏電流測(cè)量， 如果該漏電流小于或者等于基準(zhǔn)漏電流，則該字線與異常位線交叉點(diǎn)的位置即 是過擦除存儲(chǔ)單元的地址；反之，循環(huán)執(zhí)行步驟b即對(duì)下一條字線連接的控制 才冊(cè)極加電壓。
進(jìn)一步地，應(yīng)用該;險(xiǎn)測(cè)方法的閃存還包括可與每一字線電性連接的測(cè)試才莫 式，所述步驟b中逐一對(duì)每條字線連接的控制柵極加電壓是通過該測(cè)試模式來實(shí)現(xiàn)。
進(jìn)一步地，步驟b還包括選擇一條與所述異常位線在同一擦除區(qū)域的正常 位線，所述對(duì)每條字線連接的控制柵極加電壓通過逐一對(duì)每條字線和正常位線 交叉的存儲(chǔ)單元進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的檢測(cè)方法可以檢測(cè)出過擦除存儲(chǔ)單元的具
而方便優(yōu)化閃存制程；在步驟b中采用編程的方式，起到了節(jié)省版圖面積的效果。


圖l是閃存存儲(chǔ)陣列的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是閃存每一存儲(chǔ)單元的物理結(jié)構(gòu)圖。 圖3是閃存每一存儲(chǔ)單元的線路連接圖。 圖4是本發(fā)明檢測(cè)方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
施例作詳細(xì)描述，以期進(jìn)一步理解本發(fā)明的功效、特點(diǎn)等。
請(qǐng)參閱圖1,閃存的存儲(chǔ)陣列由放在N條字線(WL)和M條位線(BL) 上的若干晶體管構(gòu)成，每一晶體管就是一個(gè)存儲(chǔ)單元，所有存儲(chǔ)單元共用一條 電源線(SL)。圖2是存儲(chǔ)單元的物理結(jié)構(gòu)圖，每一存儲(chǔ)單元包括有襯底1、 一 個(gè)源極(S) 2、 一個(gè)漏極(D) 3、 一個(gè)控制柵極(Control Gate, CG)4和一個(gè)浮 柵(Floating Gate) 5。另外，作為電荷存儲(chǔ)介質(zhì)的浮4冊(cè)5還可以替換成若干個(gè) 硅納米點(diǎn)或者金屬納米點(diǎn)。圖3是存儲(chǔ)單元的線路連接圖，同一行存儲(chǔ)單元的 控制柵極4連接到同一字線上，同一列存儲(chǔ)單元的漏極3連接在同一位線上， 所有存儲(chǔ)單元的源極2連接同 一 電源線上。
存儲(chǔ)單元的具體物理地址進(jìn)行檢測(cè)。該檢測(cè)方法包括如下步驟
S100:對(duì)存儲(chǔ)陣列的所有位線進(jìn)行過擦除確認(rèn)步驟，將與所有字線連接的 所有控制柵極接地，源才及接地，給漏極加一電壓例如IV，測(cè)量每一位線的漏電 流，如果某條位線含有過擦除存儲(chǔ)單元，則說明該位線的總漏電流就會(huì)大于基 準(zhǔn)漏電流(reference current),為方便描述，以下將含有過擦除存儲(chǔ)單元的位線 稱為"異常位線"，反之稱為"正常位線"； S200:選擇第L條字線，從L-0開始；
S300:對(duì)選擇的字線連接的控制柵極加高電壓(大于等于IOV的電壓)，同
入浮柵，浮柵內(nèi)的電子增多，提高了存儲(chǔ)單元的閾值電壓；
S400:根據(jù)S100步驟測(cè)量異常位線的漏電流，判斷異常位線的漏電流是否 大于基準(zhǔn)漏電流；若是，說明選擇的字線上沒有過擦除存儲(chǔ)單元，則繼續(xù)下一 條字線進(jìn)行S300步驟；若否，說明選擇的字線有過擦除存儲(chǔ)單元，經(jīng)過S300 步驟后，提高了該過擦除存儲(chǔ)單元的閾值電壓，漏電流減小，也就是說，選擇 的字線與異常位線的交叉點(diǎn)即是過擦除存儲(chǔ)單元，該交叉點(diǎn)的地址即是過擦除 存儲(chǔ)單元的具體物理地址。可以有針對(duì)性地分析過擦除和正常存儲(chǔ)單元的各種特性，從而方便在閃存制造 階段通過優(yōu)化制程來縮小存儲(chǔ)單元的閾值電壓分布，進(jìn)而減小或者避免出現(xiàn)過 程擦除現(xiàn)象。
應(yīng)用該檢測(cè)方法的閃存還包括可以與每一存儲(chǔ)陣列中的字線實(shí)現(xiàn)電性連接
的測(cè)試模式，上述S200和S300步驟通過將電壓施加在閃存的測(cè)試模式來實(shí)現(xiàn)。 另外，上述4企測(cè)方法的S200和S300可進(jìn)一步采用下述方法實(shí)現(xiàn)選4奪與 所述異常位線在同一擦除區(qū)域的正常位線，分別對(duì)每一條字線與所述正常位線 交叉處的存儲(chǔ)單元進(jìn)行編程。編程時(shí)，存儲(chǔ)單元的控制斥冊(cè)加高電壓如12V的脈 沖電壓，源極接地，正常位線連接的漏極加5V左右的電壓，在此條件下，源漏 極之間的電子進(jìn)入浮^t內(nèi)實(shí)現(xiàn)編程即數(shù)據(jù)寫入。由于同一字線連接存儲(chǔ)單元的 控制柵極是連接在一起的，所以異常位線與選擇字線連接的存儲(chǔ)單元中的電子 在高電壓的作用下也有部分進(jìn)入浮柵內(nèi)，提高該存儲(chǔ)單元的閾值電壓。采用上 述編程的方式來提高過擦除存儲(chǔ)單元的閾值電壓，不需要對(duì)閃存單獨(dú)設(shè)置測(cè)試
存的空間，有利于閃存小型化發(fā)展。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的 限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，利 用上述揭示的方法內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，均屬于 權(quán)利要求書保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種閃存中過擦除存儲(chǔ)單元的檢測(cè)方法，該閃存包括數(shù)條位線和字線，其中該閃存內(nèi)同一行存儲(chǔ)單元的控制柵極連接在同一條字線上，該閃存內(nèi)同一列存儲(chǔ)單元的漏極連接在同一條位線上，其特征在于，該檢測(cè)方法包括如下步驟a. 測(cè)量閃存內(nèi)所有位線的漏電流，將該漏電流與基準(zhǔn)漏電流比較，其中漏電流大于基準(zhǔn)漏電流的位線為異常位線；b.逐一對(duì)每條字線連接的控制柵極加電壓，提高該條字線連接的存儲(chǔ)單元的閾值電壓；c.每對(duì)一條字線連接的控制柵極加電壓后，就對(duì)異常位線進(jìn)行一次的漏電流測(cè)量，如果該漏電流小于或者等于基準(zhǔn)漏電流，則該字線與異常位線交叉點(diǎn)的位置即是過擦除存儲(chǔ)單元的地址；反之，循環(huán)執(zhí)行步驟b即對(duì)下一條字線連接的控制柵極加電壓。
2. 如權(quán)利要求1所述的4全測(cè)方法，其特征在于應(yīng)用該4企測(cè)方法的閃存還包括 可與每一字線電性連接的測(cè)試模式，所述步驟b中逐一對(duì)每條字線連接的控制 柵極加電壓是通過該測(cè)試才莫式來實(shí)現(xiàn)。
3. 如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于步驟b還包括選擇一條與所述 異常位線在同一擦除區(qū)域的正常位線，所述對(duì)每條字線連接的控制柵極加電壓 通過逐一對(duì)每條字線和正常位線交叉的存儲(chǔ)單元進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測(cè)閃存中過擦除存儲(chǔ)單元的方法，涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域的檢測(cè)工藝?，F(xiàn)有的檢測(cè)方法僅能檢測(cè)出具有過擦除存儲(chǔ)單元的位線地址。本發(fā)明的檢測(cè)方法包括測(cè)量閃存內(nèi)所有位線的漏電流，將該漏電流與基準(zhǔn)漏電流比較，其中漏電流大于基準(zhǔn)漏電流的位線為異常位線；逐一對(duì)每條字線連接的控制柵極加電壓，提高字線連接的存儲(chǔ)單元的閾值電壓；每對(duì)一條字線連接的控制柵極加電壓后，就對(duì)異常位線進(jìn)行一次的漏電流測(cè)量，如果該漏電流小于或者等于基準(zhǔn)漏電流，則該字線與異常位線交叉點(diǎn)的位置即是過擦除存儲(chǔ)單元的地址；反之，循環(huán)執(zhí)行上一步驟即對(duì)下一條字線連接的控制柵極加電壓。本發(fā)明提供的檢測(cè)方法可以檢測(cè)出過擦除存儲(chǔ)單元的具體物理地址。
文檔編號(hào)G11C29/00GK101430935SQ20071004799
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日
發(fā)明者靜 喬, 仲海衛(wèi), 張曉東, 潘國華, 繆威權(quán), 勇 鄭 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司