非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法与流程

1.本发明涉及集成电路芯片测试技术，特别是涉及一种非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法。


背景技术：

2.数据保持能力为非易失存储芯片非常重要的可靠性指标，与数据保持能力相关的参数为存储单元(cell)阈值电压的初值与老化之后存储单元(cell)阈值电压的残值。芯片测试中通常通过存储单元(cell)阈值电压的初值卡控和温度加速老化后存储单元(cell)阈值电压的残值卡控以筛选数据保值能力差的芯片。这类卡控方案对卡控值属于一刀切的方式，卡控过紧能够筛除有问题的芯片，但是也有一部分无问题的芯片被过杀；卡控过松不能够筛出有问题的芯片，不能有效筛选出衰减过大存在可靠性风险的芯片。如图1所示，存储芯片存储单元(cell)阈值电压的初值、残值、衰减值均为正态分布，存在初值、残值均较大，但衰减值也过大的芯片，卡控初值与残值无法将该种数据保持能力异常的芯片筛选出。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法，既可以有效卡控出数据保持有问题、存在可靠性风险的存储芯片，也能够减少测试中不必要的良率损失。
4.为解决上述技术问题，本发明提供的非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法，包括以下步骤:
5.s1.向一晶圆上的各存储芯片的主存储区写入模拟应用测试数据；
6.s2.检测各存储芯片的主存储区的各存储单元的数据写入深度并量化，得到各存储芯片的主存储区各存储单元的阈值电压初值，确定各存储芯片的主存储区中存储单元的最小阈值电压初值；
7.s3.将所述最小阈值电压初值写入对应存储芯片的辅存储区；
8.s4.将该晶圆上的各存储芯片加速老化；
9.s5.检测该晶圆上的加速老化后的各存储芯片的主存储区的各存储单元的数据写入深度并量化，得到各存储芯片的主存储区各存储单元的阈值电压残值，确定各存储芯片的主存储区中存储单元的最小阈值电压残值；
10.s6.将所述最小阈值电压残值写入对应存储芯片的辅存储区；
11.s7.读取各存储芯片的辅存储区的数据，同一存储芯片的最小阈值电压残值同最小阈值电压初值的差值作为该存储芯片的衰减量；
12.s8.根据该晶圆上的各存储芯片的衰减量，确定该晶圆上的异常存储芯片。
13.较佳的，步骤s2中，根据得到的各存储芯片的主存储区各存储单元的阈值电压初值，确定各存储芯片的主存储区中1状态存储单元最小阈值电压初值；
14.步骤s3中，将所述1状态存储单元最小阈值电压初值写入对应存储芯片的辅存储
区的a 字段；
15.步骤s5中，根据得到的各存储芯片的主存储区各存储单元的阈值电压残值，确定各存储芯片的主存储区中1状态存储单元最小阈值电压残值；
16.步骤s6中，将所述1状态存储单元最小阈值电压残值写入对应存储芯片的辅存储区的c 字段；
17.步骤s7中，读取各存储芯片的辅存储区的a字段、c字段的数据，同一存储芯片的c 字段同a字段的数据差值作为该存储芯片的1状态衰减量；
18.步骤s8中，根据该晶圆上的各存储芯片的1状态衰减量，确定该晶圆上的异常存储芯片。
19.较佳的，步骤s2中，根据得到的各存储芯片的主存储区各存储单元的阈值电压初值，确定各存储芯片的主存储区中0状态存储单元最小阈值电压初值；
20.步骤s3中，将所述0状态存储单元最小阈值电压初值写入对应存储芯片的辅存储区的b 字段；
21.步骤s5中，根据得到的各存储芯片的主存储区各存储单元的阈值电压残值，确定各存储芯片的主存储区中0状态存储单元最小阈值电压残值；
22.步骤s6中，将所述0状态存储单元最小阈值电压残值写入对应存储芯片的辅存储区的d 字段；
23.步骤s7中，读取各存储芯片的辅存储区的b字段、d字段的数据，同一存储芯片的d 字段同b字段的数据差值作为该存储芯片的0状态衰减量；
24.步骤s8中，根据该晶圆上的各存储芯片的0状态衰减量，确定该晶圆上的异常存储芯片。
25.较佳的，步骤s2中，根据得到的各存储芯片的主存储区各存储单元的阈值电压初值，确定各存储芯片的主存储区中1状态存储单元最小阈值电压初值及0状态存储单元最小阈值电压初值；
26.步骤s3中，将所述1状态存储单元最小阈值电压初值写入对应存储芯片的辅存储区的a 字段，将所述0状态存储单元最小阈值电压初值写入对应存储芯片的辅存储区的b字段；
27.步骤s5中，根据得到的各存储芯片的主存储区各存储单元的阈值电压残值，确定各存储芯片的主存储区中1状态存储单元最小阈值电压残值及0状态存储单元最小阈值电压残值；
28.步骤s6中，将所述1状态存储单元最小阈值电压残值写入对应存储芯片的辅存储区的c 字段，将所述0状态存储单元最小阈值电压残值写入对应存储芯片的辅存储区的d字段；
29.步骤s7中，读取各存储芯片的辅存储区的a字段、b字段、c字段、d字段的数据，同一存储芯片的c字段同a字段的数据差值作为该存储芯片的1状态衰减量，同一存储芯片的 d字段同b字段的数据差值作为该存储芯片的0状态衰减量；
30.步骤s8中，根据该晶圆上的各存储芯片的1状态衰减量、0状态衰减量，确定该晶圆上的异常存储芯片。
31.较佳的，步骤s8中，确定该晶圆上的各存储芯片的衰减量是否存在离群值，将衰减
量存在离群值的存储芯片确定为该晶圆上的异常存储芯片。
32.较佳的，步骤s8中，通过零件平均测试方式确定离群值。
33.较佳的，步骤s8中，筛选出大于设定值，并且分布于正态分布之外的阈值电压衰减量作为离群值。
34.较佳的，步骤s8之后，进行步骤s10；
35.s10.在晶圆上的位置标识文件上，标识出该晶圆上的异常存储芯片，得到该晶圆的测试结果标识文件。
36.较佳的，所述存储芯片的辅存储区为一次性可编程。
37.较佳的，步骤s1中，如果所述最小阈值电压初值小于设定阈值，则进行步骤s9；
38.s9.确定最小阈值电压初值小于设定阈值的主存储区中存储单元所在存储芯片为该晶圆上的异常存储芯片。
39.本发明的非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法，利用非易失存储芯片能够断电后存储数据的非易失特性，将主存储区的存储单元(cell)的阈值电压初值记录在存储芯片的辅存储区内，使得对存储芯片加速老化之后仍能得到其存储单元的阈值电压初值，存储芯片可断电后进行温度的加速老化，加速老化后测试出主存储区的存储单元(cell)的阈值电压残值，然后将存储单元(cell)的阈值电压残值同记录在存储芯片的辅存储区内的存储单元的阈值电压初值做差值计算得到该存储芯片的阈值电压衰减量，阈值电压衰减量较大且分布于正态分布之外的晶圆上的存储芯片存在可靠性风险，筛选出作为异常存储芯片。该非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法，适当放宽原有通用做法的卡控标准，可以有效卡控出数据保持有问题、存在可靠性风险的存储芯片，也能够减少测试中不必要的良率损失，有效监控存储芯片的生产工艺。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1是非易失存储芯片阈值电压分布示意图；
42.图2是非易失存储芯片的阈值电压衰减量阈值电压分布示意图；
43.图3室本发明的非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法一实施例流程图。
具体实施方式
44.下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
45.实施例一
46.如图3所示，一种非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法包括以下步骤:
47.s1.向一晶圆上的各存储芯片的主存储区写入模拟应用测试数据；
48.s2.检测各存储芯片的主存储区的各存储单元的数据写入深度并量化，得到各存
储芯片的主存储区各存储单元(cell)的阈值电压初值，确定各存储芯片的主存储区中存储单元的最小阈值电压初值；
49.s3.将所述最小阈值电压初值写入对应存储芯片的辅存储区；
50.s4.将该晶圆上的各存储芯片加速老化；
51.s5.检测该晶圆上的加速老化后的各存储芯片的主存储区的各存储单元的数据写入深度并量化，得到各存储芯片的主存储区各存储单元的阈值电压残值，确定各存储芯片的主存储区中存储单元的最小阈值电压残值；
52.s6.将所述最小阈值电压残值写入对应存储芯片的辅存储区；
53.s7.读取各存储芯片的辅存储区的数据，同一存储芯片的最小阈值电压残值同最小阈值电压初值的差值作为该存储芯片的衰减量；
54.s8.根据该晶圆上的各存储芯片的衰减量，确定该晶圆上的异常存储芯片。
55.实施例一的非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法，利用非易失存储芯片能够断电后存储数据的非易失特性，将主存储区的存储单元(cell)的阈值电压初值记录在存储芯片的辅存储区内，使得对存储芯片加速老化之后仍能得到其存储单元的阈值电压初值，存储芯片可断电后进行温度的加速老化，加速老化后测试出主存储区的存储单元(cell)的阈值电压残值，然后将存储单元(cell)的阈值电压残值同记录在存储芯片的辅存储区内的存储单元的阈值电压初值做差值计算得到该存储芯片的阈值电压衰减量，阈值电压衰减量较大且分布于正态分布之外的晶圆上的存储芯片存在可靠性风险，筛选出作为异常存储芯片。
56.实施例一的非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法，适当放宽原有通用做法的卡控标准，可以有效卡控出数据保持有问题、存在可靠性风险的存储芯片，也能够减少测试中不必要的良率损失，有效监控存储芯片的生产工艺。
57.实施例二
58.基于实施例一的非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法，步骤s2中，根据得到的各存储芯片的主存储区各存储单元的阈值电压初值，确定各存储芯片的主存储区中1状态存储单元最小阈值电压初值；
59.步骤s3中，将所述1状态存储单元最小阈值电压初值写入对应存储芯片的辅存储区的a 字段；
60.步骤s5中，根据得到的各存储芯片的主存储区各存储单元的阈值电压残值，确定各存储芯片的主存储区中1状态存储单元最小阈值电压残值；
61.步骤s6中，将所述1状态存储单元最小阈值电压残值写入对应存储芯片的辅存储区的c 字段；
62.步骤s7中，读取各存储芯片的辅存储区的a字段、c字段的数据，同一存储芯片的c 字段同a字段的数据差值作为该存储芯片的1状态衰减量；
63.步骤s8中，根据该晶圆上的各存储芯片的1状态衰减量，确定该晶圆上的异常存储芯片。
64.实施例二的非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法，将存储芯片的主存储区的1状态存储单元最小阈值电压初值分别一一对应写入芯片辅存储区相应字段，使得对存储芯片加速老化之后仍能得到1状态存储单元最小阈值电压初值，通过测试得到晶圆上每
颗存储芯片的1状态存储单元阈值电压衰减量，筛选出衰减量过大的异常存储芯片。
65.实施例三
66.基于实施例一的非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法，步骤s2中，根据得到的各存储芯片的主存储区各存储单元的阈值电压初值，确定各存储芯片的主存储区中0状态存储单元最小阈值电压初值；
67.步骤s3中，将所述0状态存储单元最小阈值电压初值写入对应存储芯片的辅存储区的b 字段；
68.步骤s5中，根据得到的各存储芯片的主存储区各存储单元的阈值电压残值，确定各存储芯片的主存储区中0状态存储单元最小阈值电压残值；
69.步骤s6中，将所述0状态存储单元最小阈值电压残值写入对应存储芯片的辅存储区的d 字段；
70.步骤s7中，读取各存储芯片的辅存储区的b字段、d字段的数据，同一存储芯片的d 字段同b字段的数据差值作为该存储芯片的0状态衰减量；
71.步骤s8中，根据该晶圆上的各存储芯片的0状态衰减量，确定该晶圆上的异常存储芯片。
72.实施例三的非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法，将存储芯片的主存储区的0状态存储单元最小阈值电压分别一一对应写入芯片辅存储区相应字段，使得对存储芯片加速老化之后仍能得到0状态存储单元最小阈值电压初值，通过测试得到晶圆上每颗存储芯片的0 状态存储单元阈值电压衰减量，筛选出衰减量过大的异常存储芯片。
73.实施例四
74.基于实施例一的非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法，步骤s2中，根据得到的各存储芯片的主存储区各存储单元的阈值电压初值，确定各存储芯片的主存储区中1状态存储单元最小阈值电压初值及0状态存储单元最小阈值电压初值；
75.步骤s3中，将所述1状态存储单元最小阈值电压初值写入对应存储芯片的辅存储区的a 字段，将所述0状态存储单元最小阈值电压初值写入对应存储芯片的辅存储区的b字段；
76.步骤s5中，根据得到的各存储芯片的主存储区各存储单元的阈值电压残值，确定各存储芯片的主存储区中1状态存储单元最小阈值电压残值及0状态存储单元最小阈值电压残值；
77.步骤s6中，将所述1状态存储单元最小阈值电压残值写入对应存储芯片的辅存储区的c 字段，将所述0状态存储单元最小阈值电压残值写入对应存储芯片的辅存储区的d字段；
78.步骤s7中，读取各存储芯片的辅存储区的a字段、b字段、c字段、d字段的数据，同一存储芯片的c字段同a字段的数据差值作为该存储芯片的1状态衰减量，同一存储芯片的 d字段同b字段的数据差值作为该存储芯片的0状态衰减量；
79.步骤s8中，根据该晶圆上的各存储芯片的1状态衰减量、0状态衰减量，确定该晶圆上的异常存储芯片。
80.实施例四的非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法，将存储芯片的主存储区的1状态存储单元最小阈值电压初值及0状态存储单元最小阈值电压及分别一一对应写入
芯片辅存储区相应字段，使得对存储芯片加速老化之后仍能得到1状态存储单元最小阈值电压初值及0状态存储单元最小阈值电压初值，通过测试得到晶圆上每颗存储芯片的1状态存储单元阈值电压衰减量及0状态存储单元阈值电压衰减量，筛选出衰减量过大的异常存储芯片。
81.实施例五
82.基于实施例一、二、三或四的非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法，步骤s8中，确定该晶圆上的各存储芯片的衰减量是否存在离群值(outlier)，将衰减量存在离群值的存储芯片确定为该晶圆上的异常存储芯片。
83.较佳的，步骤s8中，通过pat(parts average testing，零件平均测试)确定离群值(outlier)，pat是通过统计学方法确定离群值(outlier)。
84.较佳的，步骤s8中，筛选出大于设定值并且分布于正态分布之外的阈值电压衰减量作为离群值。
85.实施例五
86.基于实施例一、二、三或四的非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法，步骤s8之后，进行步骤s10；
87.s10.在晶圆上的位置标识文件map上，标识出该晶圆上的异常存储芯片，得到该晶圆的测试结果标识文件map ink。
88.实施例六
89.基于实施例一、二、三或四的非易失存储芯片数据保持能力异常测试方法，步骤s1中，如果所述最小阈值电压初值小于设定阈值，则进行步骤s9；
90.s9.确定最小阈值电压初值小于设定阈值的主存储区中存储单元所在存储芯片为该晶圆上的异常存储芯片。
91.较佳的，所述存储芯片的辅存储区为一次性可编程(one time programmable,otp)。
92.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。