测试方法、测试电路、控制器和半导体存储器技术

本申请提供一种测试方法、测试电路、控制器和半导体存储器，在预设温度下对晶体管的栅极施加正偏置电压，控制晶体管的栅氧化层中的可动离子电荷远离晶体管的栅极和栅氧化层之间的界面，测试对栅极施加扰动信号时，晶体管的第一交流阻抗谱。并在预设温度下对晶体管的栅极施加负偏置电压，控制栅氧化层中的可动离子电荷运动至栅极和栅氧化层之间的界面，测试对栅极施加扰动信号时，晶体管的第二交流阻抗谱。负偏置电压下晶体管的等效电路与正偏置电压下晶体管的等效电路相比，多出一个可动离子电荷的电容和可动离子电荷的电阻的串联电路。因此第二交流阻抗谱和第一交流阻抗谱的区别在于可动离子电荷的影响，从而可以获得可动离子电荷的特征频率。子电荷的特征频率。子电荷的特征频率。

【技术实现步骤摘要】
测试方法、测试电路、控制器和半导体存储器


[0001]本申请涉及半导体
，尤其涉及一种测试方法、测试电路、控制器和半导体存储器。

技术介绍

[0002]可动离子电荷存在于栅氧化层中，主要是Na、K等碱金属离子，带正电荷，其在一定温度和偏压下可以在栅氧化层中迁移，造成阈值电压不稳定，影响器件的可靠性，因而对可动离子电荷各种参数的表征尤为重要。
[0003]由于可动离子电荷的特征频率反映可动离子电荷对激励信号的响应速度，目前主要以可动离子电荷的特征频率为参考，来表征可动离子电荷的各种参数。
[0004]因而，如何确定可动离子电荷的特征频率是目前较为重要的问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种测试方法、测试电路、控制器和半导体存储器，用以确定可动离子电荷的特征频率。
[0006]第一方面，本申请提供一种测试方法，包括：
[0007]在预设温度下对晶体管的栅极施加正偏置电压，控制所述晶体管的栅氧化层中的可动离子电荷远离所述晶体管的栅极和栅氧化层之间的界面，对所述栅极施加扰动信号，测试所述晶体管的第一交流阻抗谱；
[0008]在所述预设温度下对所述栅极施加负偏置电压，控制所述可动离子电荷运动至所述栅极和所述栅氧化层之间的界面，对所述栅极施加所述扰动信号，测试所述晶体管的第二交流阻抗谱；
[0009]根据所述第一交流阻抗谱和所述第二交流阻抗谱获得所述可动离子电荷的特征频率。
[0010]可选的，所述根据所述第一交流阻抗谱和所述第二交流阻抗谱获得所述可动离子电荷的特征频率，具体包括：
[0011]比较所述第一交流阻抗谱和所述第二交流阻抗谱，获取所述第二交流阻抗谱相对于所述第一交流阻抗谱多出的辐角极值点或响应弧；
[0012]将所述辐角极值点对应的扰动频率或所述响应弧虚部最大值对应的扰动频率作为所述可动离子电荷的特征频率。
[0013]可选的，所述在所述预设温度下对晶体管的栅极施加正偏置电压，具体包括：
[0014]获取所述可动离子电荷运动的温度以及所述晶体管的衬底在目标掺杂浓度下的半导体本征态温度；
[0015]选择所述可动离子电荷运动的温度与所述半导体本征态温度中最高的温度作为所述预设温度；
[0016]在所述预设温度下对晶体管的栅极施加正偏置电压。
[0017]可选的，所述在所述预设温度下对晶体管的栅极施加正偏置电压，具体包括：
[0018]在预设温度下对晶体管的栅极施加预设时间的正偏置电压；
[0019]所述在所述预设温度下对所述栅极施加负偏置电压，具体包括：
[0020]在所述预设温度下对所述栅极施加所述预设时间的负偏置电压。
[0021]可选的，所述对所述栅极施加扰动信号，具体包括：
[0022]对所述栅极施加扰动电压。
[0023]可选的，所述第一交流阻抗谱的最高频和最低频均仅反映欧姆阻抗。
[0024]可选的，所述可动离子电荷响应所述第二交流阻抗谱的最低频。
[0025]第二方面，本申请提供一种测试电路，包括：
[0026]测试模块、第一等效电路和第二等效电路，所述测试模块与所述第一等效电路和所述第二等效电路连接；
[0027]所述第一等效电路等效于在预设温度下对晶体管的栅极施加正偏置电压时，所述晶体管的栅极、栅氧化层和衬底组成的金属氧化物半导体的等效电路；
[0028]所述第二等效电路等效于在所述预设温度下对所述晶体管的栅极施加负偏置电压时，所述金属氧化物半导体的等效电路；
[0029]所述测试模块用于测试所述第一等效电路在扰动信号下的第一交流阻抗谱和所述第二等效电路在所述扰动信号下的第二交流阻抗谱，并根据所述第一交流阻抗谱和所述第二交流阻抗谱获得所述栅氧化层中的可动离子电荷的特征频率。
[0030]可选的，所述第一等效电路包括：
[0031]第一电容模块和第一等效电阻，所述第一电容模块的第一端与所述第一等效电阻的第一端连接，所述第一电容模块的第二端与所述第一等效电阻的第二端连接；
[0032]所述第一电容模块等效于在预设温度下对所述栅极施加正偏置电压时，所述金属氧化物半导体的电容；
[0033]所述第一等效电阻等效于所述栅氧化层的电阻。
[0034]可选的，所述第一电容模块包括第一等效电容和第二等效电容；
[0035]所述第一等效电容的第一端作为所述第一电容模块的第一端，与所述第一等效电阻的第一端连接，所述第一等效电容的第二端与所述第二等效电容的第一端连接，所述第二等效电容的第二端作为所述第一电容模块的第二端，与所述第二等效电阻的第二端连接；
[0036]所述第一等效电容等效于在预设温度下对所述栅极施加正偏置电压时，所述栅氧化层的电容；
[0037]所述第二等效电容等效于在所述预设温度下对所述栅极施加正偏置电压时，所述金属氧化物半导体的耗尽层电容。
[0038]可选的，所述第二等效电路包括：第三等效电路和第四等效电路；
[0039]所述第三等效电路的第一端与所述第四等效电路的第一端连接，所述第三等效电路的第二端与所述第四等效电路的第二端连接；
[0040]所述第三等效电路等效于在预设温度下对所述栅极施加负偏置电压时，所述栅氧化层中的可动离子电荷的等效电路；
[0041]所述第四等效电路等效于在预设温度下对晶体管的栅极施加负偏置电压时，所述
金属氧化物半导体的等效电路。
[0042]可选的，所述第三等效电路包括：第三等效电容和第二等效电阻；
[0043]所述第三等效电容的第一端作为所述第三等效电路的第一端，所述第三等效电容的第二端连接所述第二等效电阻的第一端，所述第二等效电阻的第二端作为所述第三等效电路的第二端；
[0044]所述第三等效电容等效于所述栅氧化层中的可动离子电荷的电容；
[0045]所述第二等效电阻等效于所述可动离子电荷的电阻。
[0046]可选的，所述第四等效电路包括：第四等效电容和第三等效电阻；
[0047]所述第四等效电容的第一端与所述第三等效电阻的第一端连接，作为所述第四等效电路的第一端，所述第四等效电容的第二端与所述第三等效电阻的第二端连接，作为所述第四等效电路的第二端；
[0048]所述第四等效电容等效于在预设温度下对晶体管的栅极施加负偏置电压时，所述栅氧化层的电容；
[0049]所述第三等效电阻等效于所述栅氧化层的电阻。
[0050]第三方面，本申请提供一种控制器，用于实现上述的测试方法。
[0051]第四方面，本申请提供一种半导体存储器，包括上述的测试电路。
[0052]本申请提供的测试方法，在预设温度下对晶体管的栅极施加正偏置电压，控制晶体管的栅氧化层中的可动离子电荷远离晶体管的栅极和栅氧化层之间的界面，运动至衬底和栅氧化层之间的界面，并测试对栅极施加扰动信号时，晶体管的第一交流阻抗谱。并在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试方法，其特征在于，所述方法包括：在预设温度下对晶体管的栅极施加正偏置电压，控制所述晶体管的栅氧化层中的可动离子电荷远离所述晶体管的栅极和栅氧化层之间的界面，对所述栅极施加扰动信号，测试所述晶体管的第一交流阻抗谱；在所述预设温度下对所述栅极施加负偏置电压，控制所述可动离子电荷运动至所述栅极和所述栅氧化层之间的界面，对所述栅极施加所述扰动信号，测试所述晶体管的第二交流阻抗谱；根据所述第一交流阻抗谱和所述第二交流阻抗谱获得所述可动离子电荷的特征频率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一交流阻抗谱和所述第二交流阻抗谱获得所述可动离子电荷的特征频率，具体包括：比较所述第一交流阻抗谱和所述第二交流阻抗谱，获取所述第二交流阻抗谱相对于所述第一交流阻抗谱多出的辐角极值点或响应弧；将所述辐角极值点对应的扰动频率或所述响应弧虚部最大值对应的扰动频率作为所述可动离子电荷的特征频率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述预设温度下对晶体管的栅极施加正偏置电压，具体包括：获取所述可动离子电荷运动的温度以及所述晶体管的衬底在目标掺杂浓度下的半导体本征态温度；选择所述可动离子电荷运动的温度与所述半导体本征态温度中最高的温度作为所述预设温度；在所述预设温度下对晶体管的栅极施加正偏置电压。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述预设温度下对晶体管的栅极施加正偏置电压，具体包括：在预设温度下对晶体管的栅极施加预设时间的正偏置电压；所述在所述预设温度下对所述栅极施加负偏置电压，具体包括：在所述预设温度下对所述栅极施加所述预设时间的负偏置电压。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述栅极施加扰动信号，具体包括：对所述栅极施加扰动电压。6.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述第一交流阻抗谱的最高频和最低频均仅反映欧姆阻抗。7.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述可动离子电荷响应所述第二交流阻抗谱的最低频。8.一种测试电路，其特征在于，包括：测试模块、第一等效电路和第二等效电路，所述测试模块与所述第一等效电路和所述第二等效电路连接；所述第一等效电路等效于在预设温度下对晶体管的栅极施加正偏置电压时，所述晶体管的栅极、栅氧化层和衬底组成的金属氧化物半导体的等效电路；所述第二等效电路等效于在所述预设温度下对所述晶体管的栅极施加负偏置电压时，所述金属氧化物半导体的等效电路；
所述测试模块用于测试所述第一等效电路在扰动信号下的第一交流阻抗谱和所述第二等效电路在所述扰动信号下的第二交流阻抗谱，并根据所述第一交流阻抗谱和所述第二交...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：