专利名称：获得nvm位元的i-v曲线的数字方法
技术领域：
本发明一般涉及非易失性存储器(NVM)和用于操作非易失性存储器的方法。在一个方面，本发明涉及用于获得闪存或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)内的存储器单元的电流-电压(ι-v)曲线的方法和装置。
背景技术：
闪存和电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)是用于数据处理系统，诸如微控制器、微处理器、计算机和其它电子设备(诸如汽车的嵌入控制器)的信息的非易失性存储器存储的非易失性存储器(NVM)类型，其存储当去除设备的电源时需要保存的数据。EEPROM単元和闪存存储器单元的特性可被以位元(bitcell)电流-电压(I-V)曲线描述，电流-电压(I-V)曲线绘出了 EEPROM基于施加到其字线上的电压(将字线设置为特定电压)传输 的漏极电流(drain current)。NVM位元I-V曲线是用于故障分析、研究位元问题和潜在地识别即将发生的与位元有关的故障的有用的诊断工具。例如，当位元的绘制的ι-v曲线的斜率偏离正常时，可以使用位元的I-V曲线确定具有不良跨导(GM)的位，从而可以在其成为现场应用中的故障之前检测该位。另外，位元I-V曲线可以帮助识别其它类型的潜在问题，例如，泄漏的位元，以及确定短路和开路的位元。随着NVM存储器単元的尺寸持续减小，从而产生了可能导致NVM的失效状态的可靠性和性能问题，这些问题日益受到关注。用于产生多个位元的位元电流-电压(I-V)曲线的常规诊断技术使用參数测量単元(PMU)硬件，以便在扫描栅极电压时获得多个电流測量结果，但是这些技术慢，并且需要在大部分用户应用环境中不能容易地获得的测试硬件(例如，PMU硬件或等同的装置)。另外，漏极电流输出管脚通常不能被嵌入NVM应用在用户模式下访问。
当结合下列附图考虑下列的详细描述时，可以理解本发明，并且获得其多个目的、特征和优点，其中图I是具有用于产生位元I-V曲线的诊断电路的NVM的框图；图2是示出了示例位元的位元I-V曲线的图；图3是ー个简化示意流程图，示出了在生产测试流程期间产生參考电流和相关联的数字寄存器设置值的校准表的方法；图4是ー个简化示意流程图，示出了在用户测试模式期间产生位元I-V曲线的方法;图5是ー个电流-电压曲线，示出了被在每个Vg和每个參考测试的位元的感测放大器输出。
具体实施例方式描述了ー种用于通过给位元施加数字可调參考电流，以便确定位元改变状态时的转变栅极电压(从不传导到传导，或从传导到不传导)，从而得出位元I-V曲线，通过为闪存存储器数字地产生位元I-V曲线，研究位元问题，并且识别即将发生的与位元有关的故障的方法、系统和装置。在选择的实施例中，在生产测试流程期间产生參考电流校准表，其中多个參考电流(Iref)值与对应的多个数字寄存器设置值配对，并且被保存在非易失性存储器内(例如，测试闪存存储器)。虽然參考电流校准表可以存储任意希望数目的參考电流值，在选择的实施例，參考电流值的数目(例如，三个參考电流值)应当足以产生位元I-V曲线或至少其代表性的近似。在用户测试诊断模式中，參考电流校准表被用于为闪存存储器阵列内的一个或更多个位元产生位元ι-v曲线。具体地，通过在从可数字微调參考电流电路应用的校准表中的数字寄存器值中步进，用户测试模式改变施加到位元阵列上的參考电流值。在以參考电流电路产生的每个參考电流值，漏极电压控制电路将漏极电压施加到该位元，并且给位元顺序施加多个数字可调栅极电压，并且监视以便确定位元改变状态的转变栅极电压值，从而产生位元I-V曲线。为此，可以使用感测放大器(SA)电路通过比较结果位元电流Ids和从可数字微调的參考电流电路施加的參考电流来感测位元状态。在一种示例NVM技术中，当位元漏极电流小于參考电流时,位元的SA输出是逻辑状态“O” (不传导)，并且当位元漏极电流大于參考电流时，是逻辑状态“I”(传导)。在每个參考电流 设置值，位元的栅极电压从低电压到高电压(或从高电压到低电压)扫描，并且监视位元的SA输出，以便确定位元从ー种状态(例如，不传导或逻辑状态“O”)到另ー种状态(例如，传导或逻辑状态“I”)的转变时的转变栅极电压。一旦确定了位元的转变栅极电压，以等于參考电流的电流值⑴和等于转变栅极电压的电压值(V)获得位元I-V曲线上的点，重复该处理以便获得位元ι-v曲线上的附加点。应当理解，可为给定位元I-V曲线获得的点的数目仅受存储在校准表内的參考电流值的数目限制，虽然仅仅三个点就可以提供足够信息，以便表达相关位元曲线特性。还应当理解，可为NVM内的一个或更多个位元产生位元曲线，虽然在选择的实施例中，可以仅需要为以其它常规方法(例如NVM位元的阈值电压分布)识别出的异常值位(outlier bit)产生位元I-V曲线。在任意情况下，可以为后续处理和分析存储或传输所产生的位元ι-v曲线。现在将详细參考附图描述本发明的各种说明性实施例。虽然在下面的描述中提出了各种细节，应当理解，可以实现本发明而不使用这些特定细节，并且可以对此处描述的发明进行多种特定于实现的决策，以便实现设备设计者的特定目标，诸如符合可以根据不同的实现而改变的处理技术或与设计有关的约束。虽然这种开发努力可能是复杂并且费时的，其仍然是受益于本公开的本领域技术人员执行的日常工作。例如，以框图形式(而不是详细)示出了选择的方面，以便避免限制或遮蔽本发明。此处提供的详细描述的ー些部分被以对存储在计算机存储器内的数据进行操作的算法和指令给出。本领域技术人员使用这种描述和表示向其它本领域技术人员描述和表达他们工作的实质。一般地，算法指导致ー种所希望的结果的自我一致的步骤序列，其中“步骤”指对物理量的操作，虽然不是必须的，物理量可以采取能够被存储、传输、组合、比较和以其它方式操作的电信号、磁信号的形式。以位、值、元素、符号、字符、项、数字等指代这些信号是ー种常见用法。这些和类似的术语可被与适当的物理量组合，并且仅是应用于这些量的方便的标记。如从下列讨论中明了的，除非另外特别说明，应当理解，在本说明书中，使用诸如“处理”或“计算”或“估算”或“确定”或“显示”等术语的讨论指计算机系统或类似的电子计算设备的动作和处理，其将计算机系统的寄存器和存储器内的以物理(电子)量表示的数据操作并且变换为计算机系统的寄存器和存储器或其它这种信息存储、传输或显示设备内的以物理量类似地表示的其它数据。现在參考图1，给出了 NVMlOl的示意框图，NVMlOl包括NVM单元的阵列103和用于产生位元I-V曲线以便确定任意位元是否具有不良跨导(gm)特性或成为是泄漏性的或具有其它问题的诊断电路。在示出的NVM阵列103中，出于说明目的示出了 4个NVM单元105、107、109、111作为浮动栅闪存存储器単元，但是应当理解，阵列103可以包括附加单元和/或其它类型的NVM単元(例如，纳米晶体、分裂栅闪存、基于氮化物的存储器)。在存储器101中，提供行/字线或栅极电压控制电路117，以便产生可数字调整的栅极电压(Vg)，可数字调整的栅极电压被提供给行解码器115，并且提供给存储器控制器113 (或其它测量电路)，从而可以对于用户测试模式测量栅极电压Vg。在存储器操作过程中，行解码器115选择性地将可数字调整的栅极电压Vg提供给字线WLO和WL1。这些字线被连接到阵列103的存储器単元的栅极。存储器101还包括列解码器和感测放大器(CD/SA)电路121，感测放大器耦连到位线BLO和BLl以便读取阵列103的単元。在存储器操作 过程中，漏极电压控制电路125给位线BLO和BLl提供漏极电压(Vdrain)。另外，可数字微调參考电流电路或硬件单元123给CD/SA电路121中的參考感测放大器提供可变參考电流(Iref)以便读取/感测位元105、107、109、111的逻辑状态。在一种示例NVM技术中，当位元漏极电流小于參考电流时，位元的SA输出是逻辑状态O (不传导)，并且当位元漏极电流大于參考电流时是逻辑状态I (传导)。CD/SA电路121在数据线上输出从单元读取的数据。存储器控制器113在读、写和测试操作过程中控制阵列103的存储器操作。为此，存储器控制器113被连接到行/栅极电压控制电路117、參考电路123、漏极电压控制电路125和源极控制电路127，以便控制在存储器和测试操作过程中由这些电路给阵列103提供的电压和电流值。存储器控制器113还提供控制信息，以便在存储器和测试操作过程中控制行解码电路115和⑶/SA电路121的操作。在这些操作过程中，存储器控制器113包括用于从处理器或外部测试仪150接收地址线、数据线和控制信息的地址、数据和控制线。在一个实施例中，处理器150可以在相同集成电路上，或可以在不同的集成电路上。在示出的实施例中，控制线之一包括用于向存储器控制器113发送信号以便进入由测试模块或电路110控制的用户测试模式，以便使用可数字调整的參考电流和栅极电压以及感测放大器数字地获得闪存阵列位元的I-V曲线的测试线。为了能够产生I-V曲线，存储器控制器113被连接到包含多个參考电流值Iref和对应的多个数字寄存器设置值的參考电流校准表160，所述对应的多个数字寄存器设置值被提供给參考电路123，以便产生对应的多个參考电流值Iref。在选择的实施例中，在生产过程中以可被存储在非易失性存储器区域(例如，隐蔽或测试闪存)内的參考电流值和相关联的数字寄存器设置值填充校准表160。虽然校准表160可以存储任意所希望数目的參考电流值，在选择的实施例中，校准表160中存储了至少3个參考电流值，它们应当足以产生位元I-V曲线或至少I-V曲线的代表性近似。当存储器控制器113的测试线输入以信号通知处于用户测试/诊断模式时，测试电路/模块110使得參考电路123通过在数字寄存器设置值中步进，并且搜索每个Iref时姆个位元的转变Vg有效地改变參考电流Iref,以便获得位元I-V曲线。换言之,采用提供给列解码和感测放大器电路121的选择的參考电流(Iref)，栅极电压控制电路117给被测试的位元提供不同的Vg电平，直到结果位元电流Id使得位元的感测放大器(SA)输出改变状态(例如，如果从低电压到高电压扫描Vg，从O到I)。当扫描栅极电压吋，预先确定或设置目标位元的源极电压和漏极电压。例如，位元源极通过源极控制电路127接地，并且漏极被通过漏极电压控制电路125设置为O. 7V。为了检测转变栅极电压，列解码和感测放大器电路121在ー个位的单地址读取(OAD)模式中操作，使用感测放大器检测位元何时改变状态。每个转变Vg电平和相关联的选择參考电流(Iref)值是位元I-V曲线上的ー个点，然后其可被输出到数据线上，或在存储器控制器113处的测试模块或电路110的控制下另行存储。然后重复该处理，以便通过使用校准表160中的附加数字寄存器设置值给列解码和感测放大器电路121提供附加參考电流(Iref)值，产生位元I-V曲线上的附加点。对于每个附加的选择的參考电流，再次扫描被测试位元的Vg，以便确定位元改变状态时的转变Vg，从而产生位元I-V曲线上的另ー个点。图2是选择的位元I-V曲线的图形图示201，提供这些位元I-V曲线以便说明使用位元I-V曲线来确定良好和有缺陷的位元。X轴表示字线或在读操作过程中施加到位元的 字线的栅极电压(Vg)，而Y轴表示位元在存储器读操作过程中的漏极电流(Idrain)(位线电流)。曲线图202示出了正常或良好位元的电流-电压(I-V)曲线，这些曲线的斜率是该単元的跨导(gm)。曲线图204示出了具有类似202的正常跨导，但是在零Vg时具有非零漏极电流的泄漏位元(leaky bitcell)的I_V曲线,该非零漏极电流可以指示潜在缺陷的存在。这种泄漏位可以在程序操作过程中导致过大的列泄漏和漏极电压下拉，并且因此可能引起程序操作失败。另外，曲线图206示出了具有退化的跨导(gm)的位元的I-V曲线，该I-V曲线具有小于正常曲线202的斜率，并且可以指示潜在缺陷的存在。具有退化的跨导(gm)的位元可能变得擦除缓慢或对编程位缓慢，并且最終可以导致擦除或编程操作失败。最后，曲线图208示出了短路位元的I-V曲线，不论Vg如何，短路位元具有恒定的漏极电流，这指示位元中诸如位线被接地短路的缺陷。应当理解，具有异常跨导或零Vg处的非零电流或其它异常情况的位元I-V曲线可以是该単元中的制造缺陷的指示。另外，NVM単元可能由于单元上的电应カ而随时间退化。因此，在制造测试过程中提供可接受测试结果的单元可能由于这种压カ而随时间失效。因此，即使単元通过了生产测试过程中的测试，希望在现场或在用户测试模式中确定单元的位元I-V曲线内是否具有任何异常状況。现在參考图3，图3示出了一个简化的示意流程图，示出了用于在生产测试流程过程中产生參考电流和相关联的数字寄存器设置值的校准表的方法301。在示出的方法中，处理在步骤302开始，通过设置用于可数字微调的參考电流电路的第一数字寄存器值(步骤304)，并且然后測量由參考电流电路产生的结果參考电流(Iref)。然后，测量的參考电流(Iref)和对应的第一数字寄存器值被保存到存储在测试闪存存储器内的校准表内的第一表项(步骤308)。通过将测量的參考电流(Iref)和对应的第一数字寄存器值配对或相关联，可以访问该校准表，以便检索和使用第一数字寄存器值，以便产生对应的參考电流，并且如此处更完整描述的，还出于定义I-V曲线上的点的目的检索测量的參考电流(Iref)。如果将要校准附加參考电流值(判断框310的肯定输出)，处理返回以便使用适合或预定的增量设置用于可数字微调的參考电流电路的数字寄存器值(步骤304)。一旦校准了所需要的參考电流值(判断框310的否定输出)，处理完成，校准表被存储到存储器(步骤312)。图4是ー个简化的示意流程图，示出了用于在用户测试模式过程中产生位元跨导曲线的方法401。在示出的方法中，处理在操作402开始。在操作404，存储器在操作404进入诊断用户测试模式。在选择的实施例中，当存储器控制器113接收到测试线上的进入诊断模式的信号时进入诊断模式。在其它实施例中，当存储器接收到来自处理器(例如，150)或外部测试仪的命令时进入诊断模式。在操作406，从校准表选择參考电流值，并且设置对应的參考电流微调寄存器值。在选择的实施例中，测试模块或电路110或控制器113设置參考电流微调寄存器值，从而參考电路123产生对应的參考电流(Iref)。另外，设置行/栅极控制电路117，以便为被测试的位元提供第一字线/栅极电压(例如，0V)，设置漏极电压控制电路125，以便给被测试的位元提供适当的漏极电压，并且设置源极电压控制电路127，以便为被测试的位元提供适当的源极电压。在这种配置中，被测试的位元响应于第一字线电压产生特定的漏极电流，并且感测放大器对位元漏极电流和參考电流进行比较，以便确定位元状态。
在操作408中，测试模块或电路110或控制器113确定第一字线/栅极电压是否是产生引发位元改变状态(从不传导到传导，或从传导到不传导)的漏极电流的栅极电压Vgo在选择的实施例中，电路121中的感测放大器(SA)电路确定何时位元改变状态。假设Vg从低电压(例如，Ov)增加到高电压(例如，9V)，位元的转变Vg是位元的SA输出从O改变到I时的电压。在另一方面，假设Vg从高电压(例如，9V)减小到低电压(例如，Ov)，位元的转变Vg是位元的SA输出从I改变到O时的电压。如果漏极电流不引发位元改变状态，给被测试的位元提供第二字线/栅极电压，并且重复处理，以便搜索位元的引发位元的SA输出改变状态的栅极电压Vg。在选择的实施例中，设置可数字微调行/栅极控制电路117，以便通过在一系列増加(或减小)的栅极电压中步进或扫描，提供多个字线/栅极电压，直到检测到漏极电流与參考电流匹配的转变点。在选择的实施例中，通过在各个字线/栅极控制电压电平执行单地址读取(OAD)操作执行这种搜索，直到发现位元状态转变。以测试模块或电路110表示的功能可被实现为有形地实施于计算机可读的非暂时存储介质内的状态机、固件或软件。一旦获得了转变栅极电压Vg，I-V曲线上的数据点被定义为产生转变漏极电流的选择的參考电流(Iref)和对应的栅极电压(Vg)。如果需要位元I-V曲线上的附加数据点(判断操作410的肯定输出)，则通过选择校准表中的另ー个參考电流(操作406)，并且搜索匹配的栅极电压(操作408)重复处理。应当理解，可以为给定位元I-V曲线获得的数据点的数目仅受存储在校准表内的參考电流值的数目的限制，虽然仅仅3个点或多至10个或更多点可以提供足够的信息，以便表达相关的位元曲线特性。取决于所希望的实现，可以使用校准表内的ー些或全部參考电流值，以便产生数据点。如果不需要位元I-V曲线的附加数据点(对于判断操作410的否定输出)，在操作412保存或绘制获得的数据点，并且处理在操作414结束。例如，存储器控制器113可以包括用于存储获得的I-V曲线数据点的寄存器。在选择的实施例中，处理器150通过控制线控制存储器控制器，以便执行图4的操作。可替换地，存储器101可被在测试过程中耦连到测试仪，以便在测试过程中控制存储器控制器113。因此，可以使用诸如本领域已知的后处理工具执行对ι-v曲线数据点的评估或分析，以便确定位元是否具有坏的或受损的跨导，或被认为是有缺陷的。在选择的实施例中，包括存储器电路的集成电路被丢弃，而在其它实施例中，可以识别并且以电路的冗余存储器単元取代具有缺陷跨导的ー个或更多个单元。在其它实施例中，缺陷单元可被标记为不可用于存储。在其它实施例中，对收集的I-V曲线数据点进行后处理，以便确定曲线看上去是否“正常”。示例处理将计算曲线的斜率(也被称为跨导或Gm)以便查看如否存在某个初始偏移(如果有的话)。如果在用户侧发现缺陷位元，可以通知用户在他们的应用中停止使用该位元，以便避免现场应用中的灾难性故障。例如，如果发现异常Id，可以开启检查引擎/维护灯。另ー种情况是应用采取预定的减轻风险动作。如果在エ场测试期间发现缺陷位元，可以执行物理分析以便确定缺陷的根源，并且将该信息反馈给加工部分(fab)以便改进制造エ艺。为了提供可用于步骤406和408的示例搜索处理的说明，现在參考图5，图5示出了电流-电压曲线502，示出了每个Vg和每个參考处的正被测试的位元的感测放大器输出。如图所示，行504中的O和I示出了当參考电流(Iref)为I μ A时,正被测试的位元在姆个Vg的感测放大器(SA)输出，其中位元的SA输出当位元漏极电流小于參考电流时为0，并且当位元漏极电流大于參考电流时为I。类似地，行506示出了当Iref等于5μΑ时，在扫描 Vg电平下的O和ISA输出，并且行508示出了当Iref等于10 μ A时，在扫描Vg电平下的O和ISA输出。在示出的例子中，Vgl、Vg5和VglO分别是1μΑ、5μΑ和ΙΟμΑ时的Vg转变值，它们定义了位元I-V曲线中的3个数据点。至此，应当理解，本文中提供了一种用于为非易失性存储器位元产生电流-电压特性信息的方法和装置。在公开的方法中，获得或提供包括參考电流值和对应的多个数字寄存器设置值的校准表。可以从测试闪存存储器中检索校准表，通过将可数字微调參考电流电路的数字寄存器设置值为多个值之一，測量在所述多个值中的每ー个处由可数字微调參考电流电路产生的參考电流，并且将测量的參考电流和相关联的数字寄存器值保存为校准表内的值对来产生校准表之后，将校准表存储在测试闪存存储器内。一旦获得了校准表，诸如通过将校准表中的选择的数字寄存器设置值应用于可数字微调參考电流电路，以便产生选择的參考电流，产生对应于校准表中选择的数字寄存器设置值的选择的參考电流。此后，对选择的參考电流和在给非易失性存储器位元施加ー个或更多个扫描栅极电压施加时由非易失性存储器位元产生的漏极电流进行比较，直到识别出产生与选择的參考电流匹配的漏极电流的匹配或“转变”栅极电压为止。可以通过将选择的參考电流和漏极电流应用于感测放大器电路，以便在多个栅极电压下执行非易失性存储器位元的单个地址读取来执行比较。为了产生附加的电流-电压特性信息，可以从校准表中选择不同的数字寄存器设置值，并且用于产生对应于不同数字寄存器设置值的第二參考电流，其被与在给非易失性存储器位元施加一个或更多个扫描栅极电压施加时由非易失性存储器位元产生的漏极电流进行比较，直到识别出产生与第二參考电流匹配的漏极电流的匹配或“转变”栅极电压为止。例如，扫描栅极电压可被施加给非易失性存储器位元，以便从低到高(或从高到低)增加栅极电压，直到结果位元漏极电流变为大于(或小干)參考电流，从而位元的感测放大器输出从O到1(或从I到O)改变逻辑状态。最后，每个匹配栅极电压和选择的參考电流可被存储为非易失性存储器位元的电流-电压特性信息，诸如电流-电压曲线上的点。在另ー种形式中，提供了一种非易失性存储器和用于测试该非易失性存储器的方法。如公开的，存储器设备包括布置在行和列的阵列内的多个非易失性存储器位元。例如，采用布置在行和列内的多个非易失半导体存储器晶体管，每个存储器晶体管包括源极、漏极和可注入电子并且可被放电的浮动栅极，其中半导体存储器晶体管的每行内的所有晶体管的栅极被连接到对应的字线，其中每列内的所有晶体管的漏极被连接到对应的位线，并且其中每行内的所有晶体管的源极被连接到对应的源极控制线。该存储器设备还包括存储在非易失测试闪存存储器内的校准表存储器，其存储有对应于多个參考电流值的数字寄存器设置值。另外，可数字微调參考电流产生器电路产生对应于从校准表存储器选择的数字寄存器设置值的选择的參考电流，并且列解码器将选择的參考电流施加于阵列内的选择的非易失性存储器位元。该存储器设备还包括用于产生多个扫描栅极电压的栅极电压产生器电路，以及用于将多个扫描栅极电压施加于选择的非易失性存储器位元的行解码器。最后，感测放大器电路对选择的參考电流和在给选择的非易失性存储器位元施加多个扫描栅极电压时由选择的非易失性存储器位元产生的漏极电流进行比较，直到识别出转变栅极电压为止。在操作和设计时，感测放大器电路当选择的非易失性存储器位元产生的漏极电流小于选择的參考电流时输出第一逻辑状态，并且当选择的非易失性存储器位元产生的漏极电流大于參考电流时输出第二逻辑状态。在选择的实施例中，该存储器设备包括用于存储包括第一选择的參考电流值和对应的第一转变栅极电压的多个电流-电压值对的存储器，而在其它实施例中，该存储器设备包括用于输出包括第一选择的參考电流值和对应的第一转变栅极电压的多个电流-电压值对的ー个或更多个数据输出端ロ。 在另ー种形式中，提供了一种用于获得ー个或更多个非易失性存储器位元的电流-电压曲线数据点的方法和装置。在公开的方法中，产生对应于存储在校准表内的数字值的预定參考电流。在选择的实施例中，通过将可数字微调參考电流电路的数字寄存器设置值为第一数字值，測量由可数字微调參考电流电路产生的參考电流，并且将测量的參考电流和第一数字值保存为校准表内的值对，产生校准表。以这种方式，可以通过获得具有多个预定參考电流值和对应的多个数字值的校准表，选择校准表中的第一数字值，并且产生对应于选择的第一数字值的预定參考电流，产生预定參考电流值。当给选择的非易失性存储器位元施加预定的源极电压和漏极电压吋，给选择的非易失性存储器位元施加扫描栅极电压，并且对预定參考电流和在给选择的非易失性存储器位元施加扫描栅极电压时由选择的非易失性存储器位元产生的漏极电流进行比较，直到识别出转变栅极电压为止。当识别出转变栅极电压吋，输出电流-电压曲线数据点，其包括对应于预定參考电流的第一值和对应于转变栅极电压的第二值。通过在施加扫描栅极电压的同时，将多个预定參考电流施加于感测放大器，产生多个转变栅极电压和參考电流值，以便提供选择的非易失性存储器位元的电流-电压特性信息，从而定义选择的非易失性存储器位元的多个电流-电压曲线点。随时间处理选择的非易失性存储器位元的这些电流-电压曲线点(例如，以不同的时间间隔和/或现场输出)，以便确定选择的非易失性存储器位元是具有坏的或受损跨导的位元还是有缺陷的位元。虽然此处公开的描述的示例实施例涉及用于从非易失位元数字地获得I-V曲线的方法和装置，本发明不必然局限于示例实施例，示例实施例示出了可应用于各种存储器测试方案的本发明的发明方面。因此，上面公开的特定实施例仅是说明性的，并且不应当被作为对本发明的限制，本发明可被以受益于此处的教导的本领域的技术人员明了的不同但是等同的方式修改和实施。因此，前面的描述不_在将本发明局限于提出的特定形式，相反，g在覆盖可以包括在由所附权利要求定义的本发明的精神和范围内的这些替换方案、修改和等同物，从而本领域的技术人员应当理解，他们可以进行各种改变、替代和改动，而不脱离本发明最宽形式的精神和范围。上面已经根据特定实施例描述了益处、其它优点和问题的解决方案。然而，所述益处、优点和问题的解决方案，以及可以引发任意益处、优点或解决方案或使其更加显著的任意元素(多个)不被认为是任意或全部权利要求的至关重要的、所需的或本质特征或元素。如此处使用的，术语“包括”、“包含”或其任意其它变体g在覆盖非排它包括，从而包括一列元素的エ艺、方法、物品或装置不仅仅包括这些元素，而且可以包括未明确列出的其它元素，或这些エ艺、方法、物品或装置固有的元素 。
权利要求
1.一种用于产生非易失性存储器位元的电流-电压特性信息的方法，包括 产生与选择的数字寄存器设置值对应的选择的参考电流； 对所述选择的参考电流和在给非易失性存储器位元施加扫描栅极电压时由所述非易失性存储器位元产生的漏极电流进行比较，直到识别出转变栅极电压为止；和 将所述转变栅极电压和选择的参考电流存储为所述非易失性存储器位元的电流-电压特性信息。
2.如权利要求I的方法，还包括从测试闪存存储器中获得校准表，所述校准表包括多个参考电流值和对应的多个数字寄存器设置值。
3.如权利要求2的方法，其中获得校准表包括 将可数字微调参考电流电路的数字寄存器设置值设置为第一值； 测量由所述可数字微调参考电流电路产生的参考电流；和 将所测量的参考电流和所述第一值保存为所述校准表内的值对。
4.如权利要求I的方法，其中产生选择的参考电流包括将选择的数字寄存器设置值应用于可数字微调参考电流电路，以便产生所述选择的参考电流。
5.如权利要求I的方法，其中对所述选择的参考电流和所述非易失性存储器位元的漏极电流进行比较包括将所述选择的参考电流和所述非易失性存储器位元的漏极电流施加于感测放大器电路。
6.如权利要求I的方法，其中对所述选择的参考电流和所述非易失性存储器位元的漏极电流进行比较包括在多个栅极电压下执行所述非易失性存储器位元的单个地址读取。
7.如权利要求I的方法，其中通过从低到高增加栅极电压给所述非易失性存储器位元施加所述扫描栅极电压，直到由所述非易失性存储器位元产生的漏极电流大于所述选择的参考电流，从而所述位元的感测放大器输出从逻辑O改变为I。
8.如权利要求I的方法，其中通过从高到低减小栅极电压给所述非易失性存储器位元施加所述扫描栅极电压，直到由所述非易失性存储器位元产生的漏极电流小于所述选择的参考电流，从而所述位元的感测放大器输出从逻辑I改变为O。
9.如权利要求I的方法，还包括 产生与不同的数字寄存器设置值对应的第二参考电流； 对所述第二参考电流和在给非易失性存储器位元施加扫描栅极电压时由所述非易失性存储器位元产生的漏极电流进行比较，直到识别出第二转变栅极电压为止；和 将第二转变栅极电压和第二参考电流存储为所述非易失性存储器位元的电流-电压特性信息，从而定义所述非易失性存储器位元的多个电流-电压曲线点。
10.如权利要求I的方法，其中存储转变栅极电压和选择的参考电流包括将所述转变栅极电压和选择的参考电流存储为所述非易失性存储器位元的电流-电压曲线上的点。
11.一种存储器设备，包括 布置在行和列的阵列内的多个非易失性存储器位元； 存储对应于多个参考电流值的多个数字寄存器设置值的校准表存储器； 参考电流产生器电路，用于产生与从所述校准表存储器选择的数字寄存器设置值对应的选择的参考电流； 栅极电压产生器电路，用于产生多个扫描栅极电压；行解码器，用于将所述多个扫描栅极电压施加于选择的非易失性存储器位元；和感测放大器电路，用于对所述选择的参考电流和在给非易失性存储器位元施加所述多个扫描栅极电压时由所述非易失性存储器位元产生的漏极电流进行比较，直到识别出转变栅极电压为止。
12.如权利要求11的存储器设备，还包括用于存储包括第一选择的参考电流值和对应的第一转变栅极电压的多个电流-电压值对的存储器。
13.如权利要求11的存储器设备，还包括一个或更多个数据输出端口，用于输出包括第一选择的参考电流值和对应的第一转变栅极电压的多个电流-电压值对。
14.如权利要求11的存储器设备，其中所述多个非易失性存储器位元包括布置在行和列内的多个非易失半导体存储器晶体管，每个所述存储器晶体管包括源极、漏极和栅极，所述栅极是可注入电子并且可被放电的浮动栅极，其中半导体存储器晶体管的每行内的所有晶体管的栅极被连接到对应的字线，其中每列内的所有晶体管的漏极被连接到对应的位线，并且其中每行内的所有晶体管的源极被连接到对应的源极控制线。
15.如权利要求11的存储器设备，其中所述校准表存储器包括非易失测试闪存存储器。
16.如权利要求11的存储器设备，其中所述参考电流产生器电路包括可数字微调参考电流电路。
17.如权利要求11的存储器设备，其中所述感测放大器电路当由所述选择的非易失性存储器位元产生的漏极电流小于所述选择的参考电流时输出第一逻辑状态，并且当所述选择的非易失性存储器位元产生的漏极电流大于所述参考电流时输出第二逻辑状态。
18.一种用于获得一个或更多个非易失性存储器位元的电流-电压曲线数据点的方法，包括 产生预定参考电流； 给选择的非易失性存储器位元施加预定的源极电压和漏极电压； 给选择的非易失性存储器位元施加扫描栅极电压； 对所述预定参考电流和在给所述非易失性存储器位元施加扫描栅极电压时由所述非易失性存储器位元产生的漏极电流进行比较，直到识别出转变栅极电压为止；和 输出包括对应于所述预定参考电流的第一值和对应于所述转变栅极电压的第二值的电流-电压曲线数据点。
19.如权利要求18的方法，其中产生预定参考电流包括 获得包括多个预定参考电流值和对应的多个数字值的校准表； 选择所述校准表中的第一数字值；和 产生对应于所选择的第一数字值的所述预定参考电流。
20.如权利要求18的方法，还包括 产生与所选择的第二数字值对应的第二预定参考电流； 将预定的源极电压和漏极电压施加到选择的非易失性存储器位元； 将扫描栅极电压施加到所述选择的非易失性存储器位元； 对所述第二预定参考电流和在给所述选择的非易失性存储器位元施加扫描栅极电压时由所述选择的非易失性存储器位元产生的漏极电流进行比较，直到识别出第二转变栅极电压为止；和 将第二转变栅极电压和第二参考电流存储为所述选择的非易失性存储器位元的电流-电压特性信息，从而定义所述选择的非易失性存储器位元的多个电流-电压曲线点。
21.如权利要求20的方法，还包括随时间处理所述选择的非易失性存储器位元的所述多个电流-电压曲线点，以便确定所述选择的非易失性存储器位元是否是具有坏的或受损跨导的位元，或是否是有缺陷的位元。
22.如权利要求18的方法，还通过下列步骤包括产生所述校准表 将可数字微调参考电流电路的数字寄存器设置值为第一数字值； 测量由可数字微调参考电流电路产生的参考电流；和 将测量的参考电流和第一数字值保存为所述校准表内的值对。
全文摘要
本公开涉及获得NVM位元的I-V曲线的数字方法。通过改变数字寄存器设置值，并且搜索每个Iref值时每个位元的转变栅极电压(Vg)，以便在测试模块或电路(110)的控制下使用可数字调整的栅极电压控制电路(117)和参考电流电路(123)获得位元I-V曲线，通过改变Iref值，在用户测试/诊断模式期间使用参考电流(Iref)值和相关联的数字寄存器设置值的校准表(160)。
文档编号G11C29/04GK102682850SQ20121002947
公开日2012年9月19日 申请日期2012年2月10日 优先权日2011年2月11日
发明者何晨, 理查德·K·埃谷奇 申请人:飞思卡尔半导体公司