NVM的可靠性提升装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种NVM的可靠性提升装置，包括：智能高压控制模块，输出控制信号到电荷泵并控制电荷泵输出的高压信号的大小，高压信号为提供给NVM的各存储单元并实现对存储单元的高压操作，存储单元的被操作信息以及高压信号信息都输入到智能高压控制模块中；可靠性测试平台上形成有存储单元的可靠性数据；进行高压操作时，智能高压控制模块根据存储单元所对应的被操作信息和高压信号信息并按照可靠性数据的要求提供相应的控制信号到电荷泵并提供对应的高压信号实现高压操作。本发明专利技术还公开了一种NVM的可靠性提升方法。本发明专利技术能提升NVM的可靠性，延长NVM的芯片寿命，降低出错率。

【技术实现步骤摘要】
NVM的可靠性提升装置和方法
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种非易失存储器(Non-VolatileMemory，NVM)的可靠性提升装置。本专利技术还涉及一种NVM的可靠性提升方法。
技术介绍
NVM的存储单元能存储信息且掉电后存储的信息会保留。NVM的存储单元的操作包括擦除、写入也即编程和读取，其中擦除和写入都需要采用相应的高压信号，高压信号的高压的意思为比读取信号的电压要高，且其中擦除对应的高压信号要能把NVM的存储单元的栅极中存储的电荷如电子擦除，以及写入对应的高压信号要求能把NVM的存储单元的栅极中注入存储电荷如电子。存储的电荷在擦除和注入过程中会穿过NVM的存储单元的栅极中的栅介质层。存储电荷在穿过栅介质层的过程中会在一定程度上对栅介质层产生不利影响。NVM在长期使用过程中，随着高压操作次数的增加，对存储单元的栅介质层的不利影响会累积并最后造成不可逆转的损伤。这是影响NVM长期可靠性的重要因素。例如，存储单元的栅介质层受到损伤后，存储单元的栅极中存储的电荷有可能产生泄露，这样对存储电荷泄露后的存储单元进行读取时读取的信息会发生改变。存储单元的栅极中存储的电荷会影响存储单元的栅极所覆盖的沟道并使会沟道保持导通或保持断开状态，读取操作不需要加高压，读取时会根据沟道导通和断开状态，读取到不同的电流或电压。如果存储单元的栅介质层受到损伤坏后，导通状态的读取电流或电压以及断开状态下的读取电流或电压的大小会相对于正常情况下产生偏差，随着偏差的增大，会导致最后无法实现导通状态和断开状态的区分，所以也就无法实现对存储的信息进行读取，从而产生可靠性问题；出现可靠性问题的存储单元将不能再使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种NVM的可靠性提升装置，能提升NVM的可靠性，延长NVM的芯片寿命，降低出错率。为此，本专利技术还提供一种NVM的可靠性提升方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的NVM的可靠性提升装置包括：智能高压控制模块(SmartHV)，所述智能高压控制模块输出控制信号到电荷泵(Pump)并控制所述电荷泵输出的高压信号的大小。所述NVM的各所述存储单元的高压操作包括擦除和写入，所述擦除对应的擦除电压以及所述写入对应的编程电压都由所述电荷泵输出的高压信号提供。所述NVM的各所述存储单元的被操作信息以及被操作对应的高压信号信息都输入到所述智能高压控制模块中。可靠性测试平台上形成有所述NVM的所述存储单元的可靠性数据，所述智能高压控制模块从所述可靠性测试平台读取所述可靠性数据。在对应的所述存储单元进行高压操作时，所述智能高压控制模块根据所述存储单元所对应的被操作信息以及对应的高压信号信息并按照所述可靠性数据的要求提供相应的控制信号到所述电荷泵，从而调节所述电荷泵输出的高压信号的大小并将所述高压信号输入到所述存储单元实现高压操作，从而使高压操作后的所述存储单元的可靠性控制在要求范围内，提高所述NVM的可靠性。进一步的改进是，所述存储单元的可靠性数据预先通过所述可靠性测试平台测试得到，测试所对应的存储单元和所述NVM的存储单元的结构相同。进一步的改进是，所述存储单元的可靠性数据通过对以往的NVM的各所述存储单元进行可靠性测试得到。进一步的改进是，所述存储单元的性能会随着高压操作的次数的增加而出现改变并使所述存储单元的电学特性产生偏差，且偏差会随高压操作的次数增加而增大；当所述存储单元在进行高压操作后电学特性的偏差超出范围时所述存储单元会出现可靠性问题。进一步的改进是，所述存储单元的电学特性的偏差随高压操作的次数的变化曲线呈一个收敛分布。进一步的改进是，所述智能高压控制模块根据所述存储单元对应的被操作信息以及对应的高压信号信息，能在所述可靠性数据中获得对应的所述存储单元的性能改变的信息，所述智能高压控制模块根据所述存储单元的性能改变的信息调节高压信号的大小，使所述存储单元在高压操作之后的电学特性偏差减少并符合可靠性的要求。进一步的改进是，所述智能高压控制模块设置在所述NVM对应配套的逻辑电路中。进一步的改进是，所述存储单元的可靠性数据通过所述可靠性测试平台对所述NVM的各所述存储单元进行实时测试得到。为解决上述技术问题，本专利技术提供的NVM的可靠性提升方法包括如下步骤：步骤一、在进行所述存储单元的高压操作时，所述智能高压控制模块根据已读取的所述存储单元所对应的被操作信息以及对应的高压信号信息并按照所述可靠性数据的要求提供相应的控制信号到所述电荷泵。步骤二、所述电荷泵根据所述控制信号输出对应大小的高压信号到所述存储单元中并实现对所述存储单元实现高压操作，使高压操作后的所述存储单元的可靠性控制在要求范围内，提高所述NVM的可靠性。步骤三、所述智能高压控制模块读取步骤二中所述存储单元的被操作信息以及被操作对应的高压信号信息。进一步的改进是，所述存储单元的可靠性数据预先通过所述可靠性测试平台测试得到，测试所对应的存储单元和所述NVM的存储单元的结构相同。进一步的改进是，所述存储单元的可靠性数据通过对以往的NVM的各所述存储单元进行可靠性测试得到。进一步的改进是，所述存储单元的性能会随着高压操作的次数的增加而出现改变并使所述存储单元的电学特性产生偏差，且偏差会随高压操作的次数增加而增大；当所述存储单元在进行高压操作后电学特性的偏差超出范围时所述存储单元会出现可靠性问题。进一步的改进是，所述存储单元的电学特性的偏差随高压操作的次数的变化曲线呈一个收敛分布。进一步的改进是，所述智能高压控制模块根据所述存储单元对应的被操作信息以及对应的高压信号信息，能在所述可靠性数据中获得对应的所述存储单元的性能改变的信息，所述智能高压控制模块根据所述存储单元的性能改变的信息调节高压信号的大小，使所述存储单元在高压操作之后的电学特性偏差减少并符合可靠性的要求。进一步的改进是，所述智能高压控制模块设置在所述NVM对应配套的逻辑电路中。进一步的改进是，所述存储单元的可靠性数据通过所述可靠性测试平台对所述NVM的各所述存储单元进行实时测试得到。本专利技术设计了一个智能高压控制模块，智能高压控制模块能控制电荷泵输出的高压信号的大小，而且，智能高压控制模块是根据NVM的存储单元所对应的已经完成的被操作信息和对应的高压信号信息，再结合可靠性数据来实现对存储单元的高压操作的高压信号的大小的控制；其中，存储单元所对应的已经完成的被操作信息主要包括已经完成的擦写次数，由于擦写次数越多，存储单元的性能的改变会越大，这种性能的改变会反应在可靠性数据中；被操作信息对应的高压信号信息也会对存储单元的性能的改变产生影响，这样结合可靠性数据以及被操作信息和对应的高压信号信息，就能够知道对应的存储单元的性能状态，并通过调节高压操作对应的高压信号能将存储单元的电学特性偏差缩小并满足可靠性要求；所以，本专利技术中，即使存储单元的栅介质层经过长期的擦写而受损时即栅介质层的性能状态受到了改变，但是本专利技术通过对高压信号的调节，能使进行了高压操作后的存储单元的电学特性偏差缩小，如读取电流或电压相对于正常的读取电流或电压的偏差会缩小，并在正常要求的范围，所以还是能实现可靠的读取；其中，正常的读取电流或电压是指储存单元的性能未改变时如栅介质层未收到损坏时对应的0或1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NVM的可靠性提升装置，其特征在于，包括：智能高压控制模块，所述智能高压控制模块输出控制信号到电荷泵并控制所述电荷泵输出的高压信号的大小；所述NVM的各所述存储单元的高压操作包括擦除和写入，所述擦除对应的擦除电压以及所述写入对应的编程电压都由所述电荷泵输出的高压信号提供；所述NVM的各所述存储单元的被操作信息以及被操作对应的高压信号信息都输入到所述智能高压控制模块中；可靠性测试平台上形成有所述NVM的所述存储单元的可靠性数据，所述智能高压控制模块从所述可靠性测试平台读取所述可靠性数据；在对应的所述存储单元进行高压操作时，所述智能高压控制模块根据所述存储单元所对应的被操作信息以及对应的高压信号信息并按照所述可靠性数据的要求提供相应的控制信号到所述电荷泵，从而调节所述电荷泵输出的高压信号的大小并将所述高压信号输入到所述存储单元实现高压操作，从而使高压操作后的所述存储单元的可靠性控制在要求范围内，提高所述NVM的可靠性。

【技术特征摘要】
1.一种NVM的可靠性提升装置，其特征在于，包括：智能高压控制模块，所述智能高压控制模块输出控制信号到电荷泵并控制所述电荷泵输出的高压信号的大小；所述NVM的各所述存储单元的高压操作包括擦除和写入，所述擦除对应的擦除电压以及所述写入对应的编程电压都由所述电荷泵输出的高压信号提供；所述NVM的各所述存储单元的被操作信息以及被操作对应的高压信号信息都输入到所述智能高压控制模块中；可靠性测试平台上形成有所述NVM的所述存储单元的可靠性数据，所述智能高压控制模块从所述可靠性测试平台读取所述可靠性数据；在对应的所述存储单元进行高压操作时，所述智能高压控制模块根据所述存储单元所对应的被操作信息以及对应的高压信号信息并按照所述可靠性数据的要求提供相应的控制信号到所述电荷泵，从而调节所述电荷泵输出的高压信号的大小并将所述高压信号输入到所述存储单元实现高压操作，从而使高压操作后的所述存储单元的可靠性控制在要求范围内，提高所述NVM的可靠性。2.如权利要求1所述的NVM的可靠性提升装置，其特征在于：所述存储单元的可靠性数据预先通过所述可靠性测试平台测试得到，测试所对应的存储单元和所述NVM的存储单元的结构相同。3.如权利要求2所述的NVM的可靠性提升装置，其特征在于：所述存储单元的可靠性数据通过对以往的NVM的各所述存储单元进行可靠性测试得到。4.如权利要求2所述的NVM的可靠性提升装置，其特征在于：所述存储单元的性能会随着高压操作的次数的增加而出现改变并使所述存储单元的电学特性产生偏差，且偏差会随高压操作的次数增加而增大；当所述存储单元在进行高压操作后电学特性的偏差超出范围时所述存储单元会出现可靠性问题。5.如权利要求4所述的NVM的可靠性提升装置，其特征在于：所述存储单元的电学特性的偏差随高压操作的次数的变化曲线呈一个收敛分布。6.如权利要求4所述的NVM的可靠性提升装置，其特征在于：所述智能高压控制模块根据所述存储单元对应的被操作信息以及对应的高压信号信息，能在所述可靠性数据中获得对应的所述存储单元的性能改变的信息，所述智能高压控制模块根据所述存储单元的性能改变的信息调节高压信号的大小，使所述存储单元在高压操作之后的电学特性偏差减少并符合可靠性的要求。7.如权利要求1所述的NVM的可靠性提升装置，其特征在于：所述智能高压控制模块设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓俊，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31