本发明专利技术提供一种SRAM关键电压参数的测试分析方法及系统，对测试电压进行规律性变化，并在包括初始值在内的所有测试电压下扫描SRAM芯片的所有存储单元，进行数据存储及读写功能测试，可以依次获得每个存储单元的关键电压值，从而得到一张SRAM芯片中每个存储单元的关键电压值与其地址之间的关系图，进而为后续的SRAM低良率分析或可靠性分析提供更全面的信息,为SRAM良率及可靠性的改善提供了重要依据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件测试领域，尤其涉及一种SRAM关键电压参数的测试分析方法及系统。
技术介绍
静态随机存取存储器(SRAM)，依靠双稳态电路保存数据，在不断电的情况下可以稳定的存储数据O或1，其构成集成电路系统中存放数据和程序的逻辑阵列，是集成电路系统中的重要组成部分。如图1A和IB所示，常见的6T SRAM的每个存储单元(bitcell)由六个晶体管(transistor)组成(如图1A所示)，整个单元具有对称性，其中PL1、PL2、H)1、PD2构成双稳态电路，用来锁存I位数字信号，PG1、PG2是传输管，它们在对存储器进行读/写操作时完成将存储单元与外围电路进行连接或断开的作用。SRAM的工作原理如下:假设准备往图1A的6T存储单元写入“1”，先将某一组地址值输入到行、列译码器中，选中特定的单元，然后使写使能信号WE有效，将要写入的数据“ I ”通过写入电路变成“ I ”和“O”后分别加到选中单元的两条位线BL、BLB上，此时选中单元的WL = 1，晶体管PGl、PG2打开，把BL、BLB上的信号分别送到Q、QB点，从而使Q = I，QB = 0，这样数据“ I ”就被锁存在晶体管PL1、PL2、H)1、PD2构成的锁存器中。写入数据“O”的过程类似。SRAM的读过程以读“ I ”为例，通过译码器选中某列位线对BL、BLB进行预充电到电源电压VDD，预充电结束后，再通过行译码器选中某行，则某一存储单元被选中，由于其中存放的是“1”，则WL = UQ =UQB = Oo晶体管PD2、PG2导通，有电流经PG2、PD2到地，从而使BLB电位下降，BL、BLB间电位产生电压差，当电压差达到一定值后打开灵敏度放大器，对电压进行放大，再送到输出电路，读出数据。对于随着技术不断往前推进，电子产品性能飞速提高，同时功耗也越来越大，其中的存储器(memory)功耗可以占到整个片上系统(SOC)总功耗的一半以上。由于电子产品大部分时间还是处于待机状态(standby)，其总功耗可以分为两个大的部分:待机功耗(Static/standby power)和工作功耗(active/dynamic power)。待机功耗与漏电流(leakage)和待机电压成正比，工作功耗与负载电容(load capacitance)、工作频率以及工作电压有关。降低电子产品功耗的最简单办法就是降低电压，SRAM总漏电电流(totalleakage)称为待机电流(standby current)，最小待机电压称为DRV，最小工作电压称为Vccmin，代表整颗SOC最低能正常工作的电压，制约整个SOC的Vccmin不能很低的原因主要就是SRAM的Vccmin降不下来。此外，最低数据保持电压(VDR，是指在保证SRAM数据正常存储的前提下最小的待机电压，越小越好)、最低写电压(Vwrite)、最低读电压(Vread)等都是SRAM的关键参数，设计或者制造的缺陷都会导致芯片这些电压参数的提高，而分析SRAM存储单元的这些关键参数是发现并解决设计或者制造问题的关键。现有技术中针对SRAM的Vccmin等关键电压参数的测量，每一颗芯片仅得到一个相应电压值，该电压值来自测试时某个存储单元(bit)出现数据读写功能失效时的相应电压值。例如Vccmin的测试具体如下:将SRAM的Vcc设置为初始值(start point，如1.2V)，进入SRAM的数据存储以及读写功能的稳定性测试，并检查所有地址的数据存储以及读写功能是否正常，若正常，则变化VCC值重新测试，直到发现某些地址的数据存储以及读写功能失效时停止测试，此时的Vcc值为该SRAM的Vccmin值。请参考图1B的SRAM阵列图，每一个网格代表一个bitcell (即具有数据存储以及读写功能的最小重复单元)，整个SRAMarray就是这些bitcell的高度重复，严格意义上来讲，只要array里面有一个bitcell不能正常运作而失效(fail)，整个SRAM array就失效了。然而现有技术中的上述关键电压参数测量方法，由于只能得到一个电压值，这样的数据对于SRAM低良率分析，无法找到不同Vccmin的bitcell来做失效分析，而对于可靠性(HTOL)测试前后的分析，无法确认该SRAM芯片Vccmin值变化是否来自同一个bitcell，更无法对每个bitcell的Vccmin变化或整个裸片(die)的Vccmin分布进行分析。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种SRAM关键电压参数的测试分析方法及系统，能够测试出SRAM每个存储单元的关键电压参数值并保存下来，为后续的SRAM低良率分析或可靠性分析提供更全面的信息，为SRAM良率及可靠性的改善提供了重要依据。为解决上述问题，本专利技术提出一种SRAM关键电压参数的测试分析方法，包括:设置用于测试关键电压参数值的测试电压的初始值、终止值及初始值向终止值变化的规律；按照所述规律依次变化所述测试电压的值，并对包含初始值在内的所有测试电压值下的SRAM芯片进行数据存储及读写功能测试，测试时依次扫描SRAM芯片的所有存储单元，若所有存储单元的功能正常，则继续下一个测试电压值下的所述数据存储及读写功能测试，若在当前测试电压值下发现有存储单元功能异常，则当前测试电压为所述功能异常的存储单元的关键电压值，记录功能异常的存储单元的地址以及关键电压值信息；每次测试后均判断整个SRAM芯片的所有存储单元的关键电压值信息是否全部记录，若否，继续按照所述规律依次变化所述测试电压的值，进行数据存储及读写功能测试，若是，绘制关键电压值与存储单元地址之间的关系图。进一步的，所述关键电压参数包括最小工作电压Vccmin、最低数据保持电压VDR、最低写电压Vwrite和最低读电压Vread中的至少一种。进一步的，进行数据存储及读写功能测试时，当发现存储单元的读数据失效、写数据失效或数据保持失效时，认为存储单元的功能异常。进一步的，所述规律为步进递减规律，所述初始值为上限最大值，所述终止值为下限最小值。进一步的，所述初始值为1.2V，所述步进递减规律的步进递减值为10mV，所述终止值为OV。进一步的，所述关键电压值信息为所述初始值步进递减至所述当前测试电压时对应的步数。进一步的，绘制关键电压值与存储单元地址之间的关系图的步骤包括:绘制关键电压值信息与存储单元地址之间的初始关系图；将初始关系图中的关键电压值信息转化为关键电压值，得到关键电压值与存储单元地址之间的关系图。本专利技术还提供一种SRAM关键电压参数的测试分析系统，包括:预设模块，设置用于测试关键电压参数值的测试电压的初始值、终止值及初始值向终止值变化的规律；数据收集模块，按照预设模块中的所述规律依次变化所述测试电压的值，并对包含初始值在内的所有测试电压值下的SRAM芯片进行数据存储及读写功能测试，测试时依当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种SRAM关键电压参数的测试分析方法，其特征在于，包括：设置用于测试关键电压参数值的测试电压的初始值、终止值及初始值向终止值变化的规律；按照所述规律依次变化所述测试电压的值，并对包含初始值在内的所有测试电压值下的SRAM芯片进行数据存储及读写功能测试，测试时依次扫描SRAM芯片的所有存储单元，若所有存储单元的功能正常，则继续下一个测试电压值下的所述数据存储及读写功能测试，若在当前测试电压值下发现有存储单元功能异常，则当前测试电压为所述功能异常的存储单元的关键电压值，记录功能异常的存储单元的地址以及关键电压值信息；每次测试后均判断整个SRAM芯片的所有存储单元的关键电压值信息是否全部记录，若否，继续按照所述规律依次变化所述测试电压的值，进行数据存储及读写功能测试，若是，绘制关键电压值与存储单元地址之间的关系图。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张宇飞，李康，龚斌，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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