一種存儲器測試方法及裝置的製作方法
2023-09-16 09:37:35 3
專利名稱：一種存儲器測試方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種存儲器的測試方法，尤其涉及一種存儲器的可靠性的測試方法及
直O
背景技術：
根據統計結果，故障在集成電路產品生命周期內的分布可以用浴缸曲線表示，如圖1所示。其中橫軸表示集成電路產品的工作時間，縱軸表示故障率，從圖1可知，集成電路產品的故障大都出現在最初工作的一段時間之內，主要是由於電路製造工藝過程中的缺陷造成的，故障率很高。老化測試是加速集成電路產品渡過這段時期的重要手段。它的原理是通過對集成電路施加一定過應力(高溫或者高電壓)，使電路早期的一些故障，比如電子遷移，熱載流子退化，氧化層薄弱點等能夠儘快的顯現出來，從而實現產品有效篩選。存儲器是一類重要且應用廣泛的集成電路產品，目前通常基於老化爐實現其老化測試。首先，將帶有多個存儲器樣片的老化測試板放到老化爐內，按照標準設置測試溫度 (如125°C )，由老化爐加溫到測試溫度以進行一定時間的試驗檢測。測試電壓分為靜態電壓和動態電壓兩種，選擇加哪種電壓與所要測試的故障類型有關。如果是測試數據線或者單元連接可靠等類故障，可以選擇靜態高壓測試。這裡所加的高壓主要是加在數據線上的電壓，這個電壓可以通過修改過的解碼器電路來實現，如圖2和圖3是現有的一種技術方案，圖2中的wbi信號是老化測試控制信號，當wbi輸入為1時，或非門輸出為0，解碼器電路失效，被測電路再使用其它輸入信號使所有數據線導通，進而實現靜態高壓輸入。另外， 也可以使用外加的電路實現測試輸入。如果是測試諸如單元存儲電容一類的可靠性問題， 輸入就需要動態電壓，如圖4所示，通過外部輸入直接對存儲電容，或者控制電晶體的柵電容進行充放電，觀察供電總線上的電流大小來判斷被測的電路是否已經失效。上面幾種方法有一個共同點，就是在測試過程中只考慮了電壓一種因素，大家都默認了電路上的高溫由老化爐提供。但是，對於實際工作的電路，這種假設顯然是有缺陷的。電路在工作過程中會產生功耗，進而轉化為熱量，特別是在狀態轉換過程中的動態功耗產生的熱量甚至有可能使電路燒毀。因此，在施加高壓過程中，只考慮電路的電性能故障， 而不考慮電路自身的功耗所產生的熱量的影響，其結果是不準確的。另外，外部施加的高溫並不能精確的反應電路本身的溫度分布情況，這與電路的導熱性能有關，也與老化爐的溫控能力有關。隨著存儲器的密度逐漸加大，存儲器(特別是快閃記憶體)已經向3D方向發展，高溫老化測試的老化爐更無法反應被測電路的真實溫度分布情況，所得的測試結果的可靠性也就大大的降低。
發明內容
本發明要解決的主要技術問題是，提供一種存儲器測試方法及裝置，利用被測陣列電路的自身功耗產生的溫度進行老化測試，避免由於溫度無法精確控制，外部加熱導致被測電路內部的溫度分布不均，以及只考慮電性能故障等所產生的誤差。
為解決上述技術問題，本發明提供一種存儲器測試裝置，用於對存儲器的被測陣列進行測試，包括控制器、信號發生器、與所述被測陣列相連的執行器；所述信號發生器在所述控制器控制下，產生測試信號並通過所述執行器輸入到所述被測陣列使其產生功耗以形成所述被測陣列測試所需的測試溫度。在本發明的一種實施例中，所述執行器包括與所述被測陣列的行相連接的第一執行器以及與所述被測陣列的列相連接的第二執行器，所述信號發生器在控制器的作用下產生的測試信號包括老化測試信號，所述老化測試信號包括行測試信號和列測試信號，所述行測試信號通過所述第一執行器輸入到所述被測陣列以使所述被測陣列產生靜態功耗，所述列測試信號通過第二執行器輸入到所述被測陣列以使所述被測陣列產生動態功耗。在本發明的一種實施例中，所述第一執行器和第二執行器為MOS管或者三極體。在本發明的一種實施例中，還包括老化爐，用於對所述被測陣列進行進一步加溫， 使其達到預設的測試溫度。本發明還提供一種存儲器測試方法，包括如下步驟控制器發出測試命令，使所述存儲器的被測陣列處於測試狀態；信號發生器接收到所述測試命令後，產生相應的所述測試信號；執行器接收到所述測試信號後，將其輸入所述被測陣列使所述被測陣列產生功耗以形成所述被測陣列測試所需的測試溫度，從而得到測試結果。在本發明的一種實施例中，所述測試命令包括使所述執行器處於開啟狀態的使能命令，還包括靜態功耗測試命令和動態功耗測試命令；所述測試信號包括老化測試信號，所述老化測試信號包括行測試信號和列測試信號；所述執行器包括與所述被測陣列的行相連接的第一執行器以及與所述被測陣列的列相連接的第二執行器。在本發明的一種實施例中，所述信號發生器接收到的測試命令不包含所述動態功耗測試命令時，則只產生所述行測試信號，否則，產生所述行測試信號和列測試信號。在本發明的一種實施例中，所述信號發生器接收到的測試命令包含所述動態功耗測試命令時，所述信號發生器先產生行測試信號並通過第一執行器輸入到所述被測陣列， 待所述被測陣列字線上的存儲單元都達到其開啟電壓時，信號發生器產生列測試信號並將其通過第二執行器輸入到所述被測陣列以產生動態功耗。在本發明的一種實施例中，所述行測試信號的值為1。在本發明的一種實施例中，所述列測試信號為振蕩信號。在本發明的一種實施例中，所述測試命令還包括老化測試命令和功能測試命令， 所述測試信號還包括功能測試信號；所述被測陣列相鄰布置，所述信號發生器接收到所述測試命令後，判斷是否同時包含老化測試命令和功能測試命令，如果是，則所述信號發生器產生相應的所述老化測試信號並通過相應的執行器輸入到所述需要進行老化測試的被測陣列，待其達到預設的溫度後，所述信號發生器產生功能測試信號對需要進行功能的被測陣列進行相應的功能測試，其中所述進行老化測試的陣列將功耗產生的溫度傳遞給進行功能測試的陣列以使進行功能測試的陣列達到功能測試所需的測試溫度；否則，則只產生相應的所述老化測試信號並通過相應的執行器輸入所述被測陣列。在本發明的一種實施例中，所述測試命令還包括老化測試命令和功能測試命令， 所述測試信號還包括功能測試信號；所述存儲器的同一陣列同時進行老化測試和功能測試命令時，信號發生器產生相應的所述老化測試信號並通過相應的所述執行器發送給所述同一陣列中需要進行老化測試的行和列，待其達到預設的溫度後，信號發生器產生功能測試信號對所述同一陣列需要進行功能測試的行和列進行功能測試，其中所述進行老化測的行和列將功耗產生的溫度傳遞給進行功能測試的行和列以使所述進行功能測試的陣列達到功能測試所需的測試溫度。在本發明的一種實施例中，所述陣列為分割式位線連接。本發明的有益效果是本發明提供的存儲器測試方法，可根據測試目的通過控制器發出相應的測試命令，信號發生器接收到上述測試命令後，產生相應的測試信號，並通過執行器輸入被測陣列對其進行相應的測試，即通過被測陣列自身的功耗產生的溫度進行老化測試，而不需要通過外部對被測陣列進行加溫，從而避免了外部溫度控制不準、內部溫度分布不均、以及只考慮電性能故障而不考慮被測陣列的自身功耗所引起的測試誤差等因素產生的測試誤差，從而使存儲器的可靠性測試結果更準確，工序更簡單，成本也更低。
圖1為集成電路電路產品的故障分布率曲線圖；圖2為一種靜態高壓測試的實現方式的信號輸入模塊電路；圖3為一種靜態高壓測試的實現方式的被測模塊電路；圖4為一種動態高壓測試的實現方式的測試模塊電路；圖5為本發明一種實施例的DRAM結構存儲器的檢測框圖；圖6為本發明一種實施例的分割式位線結構的DRAM的老化測試電路圖；圖7為本發明一種實施例的測試信號圖；圖8為本發明一種實施例被測電路功耗仿真對比圖。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
結合附圖對本發明作進一步詳細說明。針對現有的老化測試的溫度不能精確控制、被測電路的內部溫度分布不均，只考慮電性能等因素導致的測試結果誤差大，且隨著存儲器的結構的改變，現有的老化爐不能很好的適應等問題，本發明提供了一種存儲器的測試方法，具體如下控制器發出測試命令，使存儲器的被測陣列處於測試狀態；信號發生器接收到測試命令後，產生相應的測試信號；執行器接收到測試信號後，將其輸入被測陣列使被測陣列產生功耗已其測試需要的測試溫度，從而得到測試結果。其中，上述測試命令包括使能命令，在需要測試的時候，使執行器處於開啟的狀態；還包括靜態功耗測試命令和動態功耗測試命令，以根據需要檢測的故障的類型選擇相應的測試命令進行測試，另外，上述測試命令還可包括老化測試命令和功能測試命令，在進行老化測試的同時，還可對本發明的存儲器進行一定的功能測試。上述執行器包括與被測陣列的行相連接的第一執行器和與被測試陣列的列相連接的第二執行器。上述測試信號包括老化測試信號，用於對被測陣列進行老化測試，老化測試信號包括用於產生靜態功耗的行測試信號和用於產生動態功耗的列測試信號，其中，為了使被測陣列的功耗儘可能大，從而使產生較高的溫度，列測試信號可採用振蕩信號，但信號的振蕩頻率需根據具體的被測陣列的電路具體選擇，而非越大越好，以防止頻率過高而燒壞被測電路。綜上可知，本發明通過存儲器的被測陣列的自身功耗產生的溫度進行老化測試，從而得到精確的測試結果， 且不受存儲器的結構限制，有很好的通用性和實用性。另外，本發明提供的存儲器的測試方法在實現老化測試的同時，還可進行一定的功能測試，從而降低測試的工序及成本。下面結合附圖對本發明做進一步的說明。本發明提供的方法和裝置適用於DRAM、SRAM以及FLASH等類型的存儲器，為了幫助更好的理解本發明，下面以一個32*32的DRAM陣列為例做進一步說明。請參考圖5，該圖為本實施例裝置的總體框圖，從圖可知，控制器與信號發生器連接，信號發生器分別與第一執行器和第二執行器與各個陣列相行和列相連接，其中，本實施例中的第一執行器和第二執行器可優選為MOS管或者三極體，本實施例中優選MOS管。圖中MOS管與各個陣列的字線和位線(即矩陣的行和列的控制線)的一端連接，且該端為陣列的非數據輸入端，具體連接請參考圖6，從圖6中可知，MOS管的柵極接使能信號，在正常的工作模式下，使能信號為0，陣列的行MOS管和列MOS管都被斷開，測試信號無法輸入，不影響陣列的正常的工作。當需要進行老化測試時，控制器下發測試命令，其中包括使能命令，使使能信號的值為1，從而打開執行器MOS管，使陣列處於被測狀態，然後控制器根據測試目的下發其他的測試命令對被測陣列進行相應的測試。下面以一個32*32的DRAM陣列為例列舉以下兩種具體的情況以幫助更好的理解本發明情況一、只對被測陣列進行老化測試且只測試由其靜態功耗可判斷的故障類型， 則控制器下達的測試命令包括、使能命令、老化測試命令和靜態功耗測試命令，信號發生器接收到上述命令後，首先使預充電路工作，將陣列中所有的位線初始化到預設的電壓值，比如0. 9V，然後斷開預充電路，輸入使能信號1，以打開行、列的MOS管，然後產生相應的老化測試信號即行測試信號通過第一執行器向被測陣列所有的行輸入，帶被測陣列的靜態功耗使其到達測試需要的測試溫度時，對其進行相應的老化測試。上述兩個信號一直持續到老化過程結束。為了保證被則陣列的功耗儘可能的大，從而使產生的溫度容易達到測試需要的溫度，可讓存儲陣列上的所有管子都處於工作狀態，即是行測試信號的值在測試過程中保持為1即可保證被測陣列的靜態功耗最大。情況二、只對被測陣列進行老化測試且只測試由其動態功耗就可判斷的故障類型或者由其動態功耗和靜態功耗一起可判斷的故障類型，則控制器下達的測試命令中包括使能命令、老化測試命令、動態功耗測試命令或者還包括靜態功耗測試命令，信號發生器接收到上述命令後，首先使預充電路工作，將陣列中所有的位線初始化到預設的電壓值，比如 0. 9V，然後斷開預充電路，輸入使能信號1，以打開行、列的MOS管，然後產生相應的老化測試信號即行測試信號通過第一執行器向被測陣列所有的行輸入，當所有位線電壓都穩定到了存儲電晶體開啟電壓，所有的存儲單元被打開，此時信號發生器產生列測試信號並通過第二執行器輸入被測陣列，從而對被測陣列的動態功耗進行測試。由於陣列的動態功耗主要表現在存儲單元的充放電。如果在存儲單元的輸入端接一個振蕩信號，使單元上的值以一定的頻率在0和1之間跳變，則該電路的動態功耗在理論上可以達到最大。因此，我們可以選擇如圖7所示的一組測試信號。當然，根據實際需要，我們也可選擇其他的振蕩頻率和波形的測試信號，表一給出一組輸入不同測試信號時被測陣列的功耗情況以供參考。值得注意的是，上述振蕩頻率的選擇並非越大越好，儘管振蕩頻率越大其產生的功耗越高，但上述振蕩頻率應該根據被測電路的實際情況進行選擇，不能超出被測陣列的承受範圍，否則將會燒壞被測陣列，我們的測試也就適得其反了。在圖7中，從上往下，第一個信號為使能信號，使執行器即MOS管處於開啟狀態，從而使測試信號可以輸入被測陣列。第二個信號為列測試信號，從圖中可知它可以是一個以一定頻率在0、1之間振蕩的振蕩信號，有利於在被測陣列的最大限度內加大其動態功耗， 從而有利於溫度的提升。第三個信號為行測試信號，在測試時間段內，其一直保持為1，保證被測陣列的靜態功耗最大。表一
權利要求
1.一種存儲器測試裝置，用於對存儲器的被測陣列進行測試，其特徵在於，包括控制器、信號發生器、與所述被測陣列相連的執行器；所述信號發生器在所述控制器控制下，產生測試信號並通過所述執行器輸入到所述被測陣列使其產生功耗以形成所述被測陣列測試所需的測試溫度。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述執行器包括與所述被測陣列的行相連接的第一執行器以及與所述被測陣列的列相連接的第二執行器，所述信號發生器在控制器的作用下產生的測試信號包括老化測試信號，所述老化測試信號包括行測試信號和列測試信號，所述行測試信號通過所述第一執行器輸入到所述被測陣列以使所述被測陣列產生靜態功耗，所述列測試信號通過第二執行器輸入到所述被測陣列以使所述被測陣列產生動態功耗。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述第一執行器和第二執行器為MOS管或者三極體。
4.如權利要求1-3任一所述的裝置，其特徵在於，還包括老化爐，用於對所述被測陣列進行進一步加溫，使其達到預設的測試溫度。
5.一種存儲器測試方法，其特徵在於包括如下步驟控制器發出測試命令，使所述存儲器的被測陣列處於測試狀態；信號發生器接收到所述測試命令後，產生相應的所述測試信號；執行器接收到所述測試信號後，將其輸入所述被測陣列使所述被測陣列產生功耗以形成所述被測陣列測試所需的測試溫度，從而得到測試結果。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述測試命令包括使所述執行器處於開啟狀態的使能命令，還包括靜態功耗測試命令和動態功耗測試命令；所述測試信號包括老化測試信號，所述老化測試信號包括行測試信號和列測試信號；所述執行器包括與所述被測陣列的行相連接的第一執行器以及與所述被測陣列的列相連接的第二執行器。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述信號發生器接收到的測試命令不包含所述動態功耗測試命令時，則只產生所述行測試信號，否則，產生所述行測試信號和列測試信號。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述信號發生器接收到的測試命令包含所述動態功耗測試命令時，所述信號發生器先產生行測試信號並通過第一執行器輸入到所述被測陣列，待所述被測陣列上的存儲單元都達到其開啟電壓時，信號發生器產生列測試信號並將其通過第二執行器輸入到所述被測陣列以產生動態功耗。
9.如權利要求5-8任一所述的方法，其特徵在於，所述行測試信號的值為1。
10.如權利要求5-8任一所述的方法，其特徵在於，所述列測試信號為振蕩信號。
11.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述測試命令還包括老化測試命令和功能測試命令，所述測試信號還包括功能測試信號；所述被測陣列相鄰布置，所述信號發生器接收到所述測試命令後，判斷是否同時包含老化測試命令和功能測試命令，如果是，則所述信號發生器產生相應的所述老化測試信號並通過相應的執行器輸入到所述需要進行老化測試的被測陣列，待其達到預設的溫度後，所述信號發生器產生功能測試信號對需要進行功能的被測陣列進行相應的功能測試，其中所述進行老化測試的陣列將功耗產生的溫度傳遞給進行功能測試的陣列以使進行功能測試的陣列達到功能測試所需的測試溫度；否則，則只產生相應的所述老化測試信號並通過相應的執行器輸入所述被測陣列。
12.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述測試命令還包括老化測試命令和功能測試命令，所述測試信號還包括功能測試信號；所述存儲器的同一陣列同時進行老化測試和功能測試命令時，信號發生器產生相應的所述老化測試信號並通過相應的所述執行器發送給所述同一陣列中需要進行老化測試的行和列，待其達到預設的溫度後，信號發生器產生功能測試信號對所述同一陣列需要進行功能測試的行和列進行功能測試，其中所述進行老化測的行和列將功耗產生的溫度傳遞給進行功能測試的行和列以使所述進行功能測試的陣列達到功能測試所需的測試溫度。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述陣列為分割式位線連接。
全文摘要
本發明公開了一種存儲器的測試方法，包括如下步驟控制器發出測試命令，使存儲器的被測陣列處於測試狀態；信號發生器接收到所述測試命令後，產生相應的測試信號；執行器接收到所述測試信號後，將其輸入所述被測陣列，所述被測陣列產生功耗以形成所述被測陣列測試所需的測試溫度，從而得到測試結果，即通過被測陣列自身的功耗產生的溫度進行老化測試，而不需要通過外部對被測陣列進行加溫，從而避免了外部溫度控制不準、內部溫度分布不均、以及只考慮電性能故障而不考慮被測陣列的自身功耗所引起的測試誤差等因素產生的測試誤差，從而使存儲器的可靠性測試結果更準確，工序更簡單，成本也更低。
文檔編號G11C29/08GK102467973SQ20101054954
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月18日 優先權日2010年11月18日
發明者劉平, 崔小樂, 李崇仁, 查錦 申請人:北京大學深圳研究生院