专利名称：闪存中过擦除存储单元的检测方法
技术领域：
本发明涉及半导体领域的检测工艺，具体地说，涉及一种用于检测闪存中 过擦除存储单元具体物理地址的方法。
背景技术：
随着电子产品日渐普及，半导体存储器的容量与需求量也快速增加。闪存
(flash memory )由于兼具只读存储器的非易失性和随机存取存储器的可存取性 成为半导体存储器的主流。闪存的主要技术问题之一是数据擦除后存储单元的
阈值电压分布较广。在数据擦除过程中，有些存储单元擦除的较快，有些擦除 的较慢，擦除最快和最慢的存储单元决定了阈值电压的分布范围，两者差距越 大，阈值电压分布越广。由于闪存内所有存储单元的数据擦除是并行进行的， 所以当大部分存储单元的阈值电压低于基准值后，擦除快的存储单元的阈值电 压就会很低，发生过擦除现象。过擦除存储单元的控制栅极在零偏压的情况下， 仍然产生较大的漏电流。由于同一列的存储单元的漏极是连在一起的，从而导 致含有过擦除存储单元位线的总漏电流大于基准值，这样该条位线上的其他存 储单元也会受到影响，例如编程后读取错误。
此外，过擦除单元通常通过软编程来纠正，由于经过多次编程-擦除循环后， 存储单元的性能发生衰减，过擦除情况出现的越多，需要软编程的次数越多， 衰减的情况也越严重，当达到次数极限后，这些存储单元就成为坏区，导致闪 存的容量变小，所有应当尽量避免过擦除现象的发生。
为了增加闪存的使用寿命，在每一次数据擦除后， 一般需要进行过擦除测 试，以方便进行修复。现有的检测方法是在栅极没有偏压的情况下，测试每一 位线的漏电流，且与基准值比较，前者大于后者的位线上具有过擦除存〗诸单元。 该方法仅能检测出过擦除存储单元所在的位线，但无法检测出过擦除存储单元 的具体物理位置。
发明内容
有鉴于此，本发明解决的技术问题在于提供一种检测方法，数据擦除后， 该方法可以4企测出过4察除存储单元的具体物理地址。
为解决上述技术问题，本发明提供了 一种新的闪存中过擦除存储单元的检 测方法。该闪存包括数条位线和字线，其中该闪存内同一行存储单元的控制栅 极连接在同一条字线上，该闪存内同一列存储单元的漏^l连^l妄在同一条位线上，
该检测方法包括如下步骤a.测量闪存内所有位线的漏电流，将该漏电流与基 准漏电流比较，其中漏电流大于基准漏电流的位线为异常位线；b.逐一对每条 字线连接的控制栅极加电压，提高该条字线连接的存储单元的阈值电压；c.每 对一条字线连接的控制栅极加电压后，就对异常位线进行一次的漏电流测量， 如果该漏电流小于或者等于基准漏电流，则该字线与异常位线交叉点的位置即 是过擦除存储单元的地址；反之，循环执行步骤b即对下一条字线连接的控制 才册极加电压。
进一步地，应用该;险测方法的闪存还包括可与每一字线电性连接的测试才莫 式，所述步骤b中逐一对每条字线连接的控制栅极加电压是通过该测试模式来实现。
进一步地，步骤b还包括选择一条与所述异常位线在同一擦除区域的正常 位线，所述对每条字线连接的控制栅极加电压通过逐一对每条字线和正常位线 交叉的存储单元进行编程实现。
与现有技术相比，本发明提供的检测方法可以检测出过擦除存储单元的具
而方便优化闪存制程；在步骤b中采用编程的方式，起到了节省版图面积的效果。
图l是闪存存储阵列的结构图。 图2是闪存每一存储单元的物理结构图。 图3是闪存每一存储单元的线路连接图。 图4是本发明检测方法的流程示意图。
具体实施例方式
施例作详细描述，以期进一步理解本发明的功效、特点等。
请参阅图1,闪存的存储阵列由放在N条字线(WL)和M条位线(BL) 上的若干晶体管构成，每一晶体管就是一个存储单元，所有存储单元共用一条 电源线(SL)。图2是存储单元的物理结构图，每一存储单元包括有衬底1、 一 个源极(S) 2、 一个漏极(D) 3、 一个控制栅极(Control Gate, CG)4和一个浮 栅(Floating Gate) 5。另外，作为电荷存储介质的浮4册5还可以替换成若干个 硅纳米点或者金属纳米点。图3是存储单元的线路连接图，同一行存储单元的 控制栅极4连接到同一字线上，同一列存储单元的漏极3连接在同一位线上， 所有存储单元的源极2连接同 一 电源线上。
存储单元的具体物理地址进行检测。该检测方法包括如下步骤
S100:对存储阵列的所有位线进行过擦除确认步骤，将与所有字线连接的 所有控制栅极接地，源才及接地，给漏极加一电压例如IV，测量每一位线的漏电 流，如果某条位线含有过擦除存储单元，则说明该位线的总漏电流就会大于基 准漏电流(reference current),为方便描述，以下将含有过擦除存储单元的位线 称为"异常位线"，反之称为"正常位线"； S200:选择第L条字线，从L-0开始；
S300:对选择的字线连接的控制栅极加高电压(大于等于IOV的电压)，同
入浮栅，浮栅内的电子增多，提高了存储单元的阈值电压；
S400:根据S100步骤测量异常位线的漏电流，判断异常位线的漏电流是否 大于基准漏电流；若是，说明选择的字线上没有过擦除存储单元，则继续下一 条字线进行S300步骤；若否，说明选择的字线有过擦除存储单元，经过S300 步骤后，提高了该过擦除存储单元的阈值电压，漏电流减小，也就是说，选择 的字线与异常位线的交叉点即是过擦除存储单元，该交叉点的地址即是过擦除 存储单元的具体物理地址。可以有针对性地分析过擦除和正常存储单元的各种特性，从而方便在闪存制造 阶段通过优化制程来缩小存储单元的阈值电压分布，进而减小或者避免出现过 程擦除现象。
应用该检测方法的闪存还包括可以与每一存储阵列中的字线实现电性连接
的测试模式，上述S200和S300步骤通过将电压施加在闪存的测试模式来实现。 另外，上述4企测方法的S200和S300可进一步采用下述方法实现选4奪与 所述异常位线在同一擦除区域的正常位线，分别对每一条字线与所述正常位线 交叉处的存储单元进行编程。编程时，存储单元的控制斥册加高电压如12V的脉 冲电压，源极接地，正常位线连接的漏极加5V左右的电压，在此条件下，源漏 极之间的电子进入浮^t内实现编程即数据写入。由于同一字线连接存储单元的 控制栅极是连接在一起的，所以异常位线与选择字线连接的存储单元中的电子 在高电压的作用下也有部分进入浮栅内，提高该存储单元的阈值电压。采用上 述编程的方式来提高过擦除存储单元的阈值电压，不需要对闪存单独设置测试
存的空间，有利于闪存小型化发展。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的 限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利 用上述揭示的方法内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，均属于 权利要求书保护的范围。
权利要求
1. 一种闪存中过擦除存储单元的检测方法，该闪存包括数条位线和字线，其中该闪存内同一行存储单元的控制栅极连接在同一条字线上，该闪存内同一列存储单元的漏极连接在同一条位线上，其特征在于，该检测方法包括如下步骤a. 测量闪存内所有位线的漏电流，将该漏电流与基准漏电流比较，其中漏电流大于基准漏电流的位线为异常位线；b.逐一对每条字线连接的控制栅极加电压，提高该条字线连接的存储单元的阈值电压；c.每对一条字线连接的控制栅极加电压后，就对异常位线进行一次的漏电流测量，如果该漏电流小于或者等于基准漏电流，则该字线与异常位线交叉点的位置即是过擦除存储单元的地址；反之，循环执行步骤b即对下一条字线连接的控制栅极加电压。
2. 如权利要求1所述的4全测方法，其特征在于应用该4企测方法的闪存还包括 可与每一字线电性连接的测试模式，所述步骤b中逐一对每条字线连接的控制 栅极加电压是通过该测试才莫式来实现。
3. 如权利要求1所述的检测方法，其特征在于步骤b还包括选择一条与所述 异常位线在同一擦除区域的正常位线，所述对每条字线连接的控制栅极加电压 通过逐一对每条字线和正常位线交叉的存储单元进行编程实现。
全文摘要
本发明公开了一种检测闪存中过擦除存储单元的方法，涉及半导体领域的检测工艺。现有的检测方法仅能检测出具有过擦除存储单元的位线地址。本发明的检测方法包括测量闪存内所有位线的漏电流，将该漏电流与基准漏电流比较，其中漏电流大于基准漏电流的位线为异常位线；逐一对每条字线连接的控制栅极加电压，提高字线连接的存储单元的阈值电压；每对一条字线连接的控制栅极加电压后，就对异常位线进行一次的漏电流测量，如果该漏电流小于或者等于基准漏电流，则该字线与异常位线交叉点的位置即是过擦除存储单元的地址；反之，循环执行上一步骤即对下一条字线连接的控制栅极加电压。本发明提供的检测方法可以检测出过擦除存储单元的具体物理地址。
文档编号G11C29/00GK101430935SQ20071004799
公开日2009年5月13日 申请日期2007年11月8日 优先权日2007年11月8日
发明者静 乔, 仲海卫, 张晓东, 潘国华, 缪威权, 勇 郑 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司