闪存器件的测试分析方法技术

本发明专利技术提供一种闪存器件的测试分析方法，包括：确定并制造闪存器件以及由闪存器件衍生出的等效结构；获取闪存器件的耦合系数表达式以及擦写过程中浮栅电压与浮栅电流的关系式；根据耦合系数表达式测试闪存器件与等效结构得到耦合系数；以及根据擦写过程中浮栅电压与浮栅电流的关系式测试闪存器件与等效结构得到擦写过程中浮栅电压与浮栅电流的关系。本发明专利技术提供的闪存器件的测试分析方法中，首先获取耦合系数表达式以及擦写过程中浮栅电压与浮栅电流的关系式，通过关系式对闪存器件以及等效结构进行测试，能够得到准确的耦合系数以及擦写过程中浮栅电压电流的关系，从而为闪存器件电性调试提供量化的数据支持，提高电性调试的效率和准确度。的效率和准确度。的效率和准确度。

【技术实现步骤摘要】
闪存器件的测试分析方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种闪存器件的测试分析方法。

技术介绍

[0002]闪存器件是当下最主流的非易失性存储器件，被广泛使用在各类电子设备中，其存储原理是利用浮栅中有无电子这两种状态引起的不同电流量级来区分数据0和1。浮栅中电子的擦除(Erase)和写入(Program)分别利用了FN(Fowler
‑
Nordheim)隧穿和热载流子注入的物理机制。但在实际器件中，擦写时浮栅上的电压、电流和电荷量无法直接测出，因此需要设计测试方法来间接得出这些物理量之间的关系。
[0003]传统方法中，一般通过将浮栅接出的方式，测量不同浮栅电压下隧穿电流的大小。或是通过TCAD(Technology Computer Aided Design，半导体工艺模拟以及器件模拟工具)仿真的方式，根据实际测试数据进行校准后，仿真出浮栅电压在擦写过程中的实际变化。第一种方式虽然有效，但由于将浮栅接出，其浮栅结构与正常闪存器件的浮栅结构存在差异，测试结果存在不准确性。而第二种方法，结果将依赖于TCAD仿真中的物理模型的准确性，但每个厂家生产出的器件可能会有不同的物理参数，因此结果也存在不准确性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种闪存器件的测试分析方法，测试并分析得出准确的闪存器件的耦合系数和擦写过程中浮栅电压电流的关系。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种闪存器件的测试分析方法，包括：
[0006]确定并制造闪存器件以及由所述闪存器件衍生出的等效结构；
[0007]获取所述闪存器件的耦合系数表达式以及擦写过程中浮栅电压与浮栅电流的关系式；
[0008]根据所述耦合系数表达式测试所述闪存器件与所述等效结构得到耦合系数；以及
[0009]根据擦写过程中所述浮栅电压与所述浮栅电流的关系式测试所述闪存器件与所述等效结构得到擦写过程中所述浮栅电压与所述浮栅电流的关系。
[0010]可选的，所述闪存器件包括单晶体管结构闪存器件与双晶体管结构闪存器件。
[0011]可选的，所述双晶体管结构闪存器件中的控制栅包含两层多晶硅，其中顶层的多晶硅接出作为控制栅端口，底层的多晶硅作为浮栅；由所述双晶体管结构闪存器件衍生出的等效结构中的控制栅包含两层多晶硅，底层的多晶硅接出作为浮栅端口。
[0012]可选的，获取所述闪存器件的耦合系数表达式的方法包括：
[0013]根据电容、电荷与电压的关系得到浮栅电荷量表达式；
[0014]根据所述浮栅电荷量表达式得到浮栅电压表达式；以及
[0015]根据所述浮栅电压表达式得到耦合系数表达式。
[0016]可选的，所述闪存器件的耦合系数表达式为：
[0017][0018]其中，FG是浮栅，CG是控制栅，BL是位线，SL是源线，sub是衬底，SG是选择栅，k是耦合系数，K
CG
是控制栅耦合系数，V是电压，V
FG
是浮栅电压，V
CG
是控制栅电压，Q
FG
是浮栅电荷量，C
tot
＝C
CG
+C
BL
+C
SL
+C
sub
+C
SG
，C
CG
是指浮栅与控制栅之间的电容，C
BL
是指浮栅与位线之间的电容，C
SL
是指浮栅与源线之间的电容，C
sub
是指浮栅与衬底之间的电容，C
SG
是指浮栅与选择栅之间的电容。
[0019]可选的，获取擦写过程中浮栅电压与浮栅电流的关系式的方法包括：
[0020]根据所述耦合系数表达式，在所述闪存器件编程时间t或擦除时间t后进行阈值电压读取，获取浮栅电压与时间的关系式；
[0021]将所述浮栅电压与时间的关系式对时间t求导，得到浮栅电流与时间的关系式；
[0022]根据所述浮栅电压与时间的关系式以及所述浮栅电流与时间的关系式得到所述浮栅电压与所述浮栅电流的关系式。
[0023]可选的，擦写过程中所述浮栅电压与时间的关系式为：
[0024]V
FG
(t)＝V
TH,FG
+k
CG
[V
CG
‑
V
TH
(t)]+∑k
i
(V
i,P
‑
V
i,R
)(i＝BL,SL,Sub或SG)；
[0025]擦写过程中所述浮栅电流与时间的关系式为：
[0026][0027]其中，V
TH
(t)是所述闪存器件在编程时间t或擦除时间t后测得的阈值电压，V
i,P
是i端口的编程电压，V
i,R
是i端口的擦除电压，V
TH,FG
是所述等效结构的阈值电压。
[0028]可选的，所述耦合系数包括控制栅耦合系数、位线耦合系数、源线耦合系数、衬底耦合系数以及选择栅耦合系数。
[0029]可选的，根据所述耦合系数表达式测试所述闪存器件与所述等效结构得到控制栅耦合系数的方法包括：
[0030]在测试条件一下分别测试所述闪存器件与所述等效结构得到转移特性曲线，所述闪存器件的转移特性曲线是位线电流与控制栅电压的关系曲线1，所述等效结构的转移特性曲线是位线电流与浮栅电压的关系曲线2；
[0031]选取所述转移特性曲线上的多个位线电流，得到多组控制栅电压与浮栅电压，绘制浮栅电压与控制栅电压的关系曲线；以及
[0032]从所述浮栅电压与控制栅电压的关系曲线的斜率得到所述控制栅耦合系数。
[0033]可选的，根据所述耦合系数表达式测试所述闪存器件与所述等效结构得到位线耦合系数的方法包括：
[0034]在测试条件二下分别测试所述闪存器件与所述等效结构得到转移特性曲线，所述闪存器件的转移特性曲线是位线电流与控制栅电压的关系曲线3，所述等效结构的转移特性曲线是位线电流与浮栅电压的关系曲线4；
[0035]选取一控制栅电压，分别从曲线1与曲线3中得到两个位线电流，两个所述位线电流对应到曲线2与曲线4中得到两个浮栅电压，计算得到两个浮栅电压的差值；
[0036]根据所述耦合系数表达式，得到浮栅电压差值与位线耦合系数的关系式；
[0037]分别选取不同的控制栅电压，得到所述位线耦合系数与所述控制栅电压的关系曲
线；以及
[0038]确定所述控制栅电压的选取范围，获得所述位线耦合系数的平均值。
[0039]可选的，在测试条件三下采用与得到所述位线耦合系数相同的方法得到源线耦合系数，在测试条件四下采用与得到所述位线耦合系数相同的方法得到衬底耦合系数，在测试条件五下采用与得到所述位线耦合系数相同的方法得到选择栅耦合系数；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种闪存器件的测试分析方法，其特征在于，包括：确定并制造闪存器件以及由所述闪存器件衍生出的等效结构；获取所述闪存器件的耦合系数表达式以及擦写过程中浮栅电压与浮栅电流的关系式；根据所述耦合系数表达式测试所述闪存器件与所述等效结构得到耦合系数；以及根据擦写过程中所述浮栅电压与所述浮栅电流的关系式测试所述闪存器件与所述等效结构得到擦写过程中所述浮栅电压与所述浮栅电流的关系。2.根据权利要求1所述的闪存器件的测试分析方法，其特征在于，所述闪存器件包括单晶体管结构闪存器件与双晶体管结构闪存器件。3.根据权利要求2所述的闪存器件的测试分析方法，其特征在于，所述双晶体管结构闪存器件中的控制栅包含两层多晶硅，其中顶层的多晶硅接出作为控制栅端口，底层的多晶硅作为浮栅；由所述双晶体管结构闪存器件衍生出的等效结构中的控制栅包含两层多晶硅，底层的多晶硅接出作为浮栅端口。4.根据权利要求1所述的闪存器件的测试分析方法，其特征在于，获取所述闪存器件的耦合系数表达式的方法包括：根据电容、电荷与电压的关系得到浮栅电荷量表达式；根据所述浮栅电荷量表达式得到浮栅电压表达式；以及根据所述浮栅电压表达式得到耦合系数表达式。5.根据权利要求4所述的闪存器件的测试分析方法，其特征在于，所述闪存器件的耦合系数表达式为：其中，FG是浮栅，CG是控制栅，BL是位线，SL是源线，sub是衬底，SG是选择栅，k是耦合系数，K
CG
是控制栅耦合系数，V是电压，V
FG
是浮栅电压，V
CG
是控制栅电压，Q
FG
是浮栅电荷量，C
tot
＝C
CG
+C
BL
+C
SL
+C
sub
+C
SG
，C
CG
是指浮栅与控制栅之间的电容，C
BL
是指浮栅与位线之间的电容，C
SL
是指浮栅与源线之间的电容，C
sub
是指浮栅与衬底之间的电容，C
SG
是指浮栅与选择栅之间的电容。6.根据权利要求5所述的闪存器件的测试分析方法，其特征在于，获取擦写过程中浮栅电压与浮栅电流的关系式的方法包括：根据所述耦合系数表达式，在所述闪存器件编程时间t或擦除时间t后进行阈值电压读取，获取浮栅电压与时间的关系式；将所述浮栅电压与时间的关系式对时间t求导，得到浮栅电流与时间的关系式；根据所述浮栅电压与时间的关系式以及所述浮栅电流与时间的关系式得到所述浮栅电压与所述浮栅电流的关系式。7.根据权利要求6所述的闪存器件的测试分析方法，其特征在于，擦写过程中所述浮栅电压与时间的关系式为：擦写过程中所述浮栅电流与时间的关系式为：
其中，V
TH
(t)是所述闪存器件在编程时间t或擦除时间t后测得的阈值电压，V
i,P
是i端口的编程电...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓峰，李斌，李军，朱加丽，
申请(专利权)人：粤芯半导体技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：