本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種篩除閃存單元中早期失效的方法。

背景技術(shù)：

閃存的標(biāo)準(zhǔn)物理結(jié)構(gòu)稱為閃存單元(bit)。閃存單元的結(jié)構(gòu)與常規(guī)mos晶體管不同：常規(guī)的mos晶體管的柵極(gate)和導(dǎo)電溝道間由柵極絕緣層隔開，一般為氧化層；而閃存在控制柵(cg：controlgate，相當(dāng)于常規(guī)的mos晶體管的柵極)與導(dǎo)電溝道間還具有浮柵(fg：floatinggate)。由于浮柵的存在，使閃存可以完成三種基本操作模式：即讀寫、編程、擦除。即便在沒有電源供給的情況下，浮柵的存在可以保持存儲數(shù)據(jù)的完整性。相鄰的閃存單元之間由隔離結(jié)構(gòu)隔開。

閃存器件(flashmemory)以其低成本、低功耗等性能優(yōu)勢，已經(jīng)在非易失存儲器領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著存儲器件的閃存單元不斷地朝著高集成度和大容量化的方向發(fā)展，制造工藝越來越繁瑣，在制造過程中出現(xiàn)缺陷的可能性也隨之提升。

可靠性(reliability)的定義是：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成相關(guān)規(guī)定作用的能力。在對于閃存進(jìn)行測試時，通常施加高壓來篩選出早期失效以保證閃存的可靠性。在對閃存的ip地址進(jìn)行操作(如擦除/編程/讀取)時，閃存中電壓差最大的位置很容易因?yàn)樵缙谑У拇嬖诙艿綋p害。

因此，有必要提出一種新方法來篩除閃存單元中的早期失效，避免閃存的耐久性能受到損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種篩除閃存單元中早期失效的方法，以解決現(xiàn)有在篩除早期失效的過程中，施加的高壓容易損傷閃存中的氧化物、影響閃存耐久性能的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種篩除閃存單元中早期失效的方法，在進(jìn)行篩除閃存單元中早期失效的過程中，將隧穿氧化層處的電壓差控制在4v～10v，將氧化層處的電壓差控制在4v～8v。

可選的，在篩除閃存單元中早期失效的方法中，在進(jìn)行篩除閃存單元中早期失效的過程中，在所述閃存單元中的字線處施加第一電壓，同時，在所述閃存單元中的控制柵處施加第二電壓；所述字線處施加的第一電壓和所述控制柵處施加的第二電壓之間電壓差的范圍為15v～20v。

可選的，在篩除閃存單元中早期失效的方法中，所述字線處施加的第一電壓是正電壓。

可選的，在篩除閃存單元中早期失效的方法中，所述字線處施加的第一電壓范圍為4v～8v。

可選的，在篩除閃存單元中早期失效的方法中，所述字線處施加的第一電壓為8v。

可選的，在篩除閃存單元中早期失效的方法中，所述控制柵處施加的第二電壓是負(fù)電壓。

可選的，在篩除閃存單元中早期失效的方法中，所述控制柵處施加的第二電壓范圍為-9v～-7v。

可選的，在篩除閃存單元中早期失效的方法中，所述控制柵處施加的第二電壓為-9v。

可選的，在篩除閃存單元中早期失效的方法中，所述字線處施加的第一電壓和所述控制柵處施加的第二電壓時間范圍均為7秒～9秒。

可選的，在篩除閃存單元中早期失效的方法中，所述字線處施加的第一電壓和所述控制柵處施加的第二電壓時間均為8秒。

可選的，在篩除閃存單元中早期失效的方法中，所述閃存單元包括襯底以及形成在所述襯底表面上的字線和控制柵。

可選的，在篩除閃存單元中早期失效的方法中，所述隧穿氧化層位于字線和控制柵之間。

可選的，在篩除閃存單元中早期失效的方法中，所述氧化層位于字線和襯底之間。

對于90nm閃存單元，在進(jìn)行擦除操作中，最大電壓偏差的位置在字線和控制柵之間。在進(jìn)行晶圓測試時，通過擦除功能，將字線位置電壓設(shè)為9v，控制柵位置設(shè)為-8v，并且以8秒的應(yīng)力時間來篩除潛在的早期失效。然而該測試條件同時也產(chǎn)生了副作用：此時隧穿氧化層處的電壓差大于10v，氧化層處的電壓差為9v，電壓差過高輕微地?fù)p傷了氧化物，影響了閃存的耐久性能。

在本發(fā)明提供的篩除閃存單元中早期失效的方法中，將所述閃存單元中隧穿氧化層處的電壓差控制在4v～10v，并且將氧化層處的電壓差控制在4v～8v。這樣能夠使所述閃存單元中隧穿氧化層處的電壓差和氧化層處的電壓差比現(xiàn)有的電壓差低，避免了所述閃存單元中的氧化物被高壓損壞，使所述閃存保持耐久性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中閃存單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中所示：1-隧穿氧化層；2-氧化層；3-字線；4-控制柵；41-浮柵；5-襯底；6-位線。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提出的篩除閃存單元中早期失效的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

如圖1所示為閃存單元結(jié)構(gòu)示意圖?，F(xiàn)有的閃存單元結(jié)構(gòu)主要包括襯底5以及形成在所述襯底5表面的字線3、控制柵4和位線6，控制柵4還包括浮柵41；具體的，所述閃存單元還包括隧穿氧化層1和氧化層2。進(jìn)一步的，所述隧穿氧化層1位于所述字線3和所述控制柵4之間；所述氧化層2位于所述字線3與所述襯底5之間。

對于閃存單元來說，在平時的擦除操作時，字線電壓(對應(yīng)于第一電壓)設(shè)置為8v，控制柵電壓(對應(yīng)于第二電壓)設(shè)置為-7v；在平時的編程操作時，字線電壓設(shè)置為1.5v，控制柵電壓設(shè)置為8v，位線電壓設(shè)置為5v；在平時的讀取操作時，字線電壓設(shè)置為4v，控制柵電壓設(shè)置為4v，位線電壓設(shè)置為0.8v。由此可知，對于閃存單元來說，在進(jìn)行擦除操作時，字線和控制柵之間的電壓最大，因此，在考慮篩除閃存單元中早期失效的方法對閃存單元中的氧化物的高壓損壞和耐久性能的影響因素中，擦除操作測試中的字線3和控制柵4之間的電壓，以及字線3與襯底5之間的電壓是最重要的。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過字線和控制柵之間隧穿氧化層1的電容耦合系數(shù)計(jì)算，并結(jié)合計(jì)算的結(jié)果對各電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)電壓間的配合，即可同時實(shí)現(xiàn)閃存單元早期失效的篩除和減少對耐久性能的影響。

在平時的擦除操作中，字線電壓為8v，控制柵電壓為-7v，應(yīng)力時間為300秒，則通過電容耦合系數(shù)的計(jì)算，隧穿氧化層1處的電壓差為8-(8*15％-7*35％)＝9.25v，氧化層2處的電壓差為8v；而在現(xiàn)有技術(shù)的早期失效篩除試驗(yàn)中，字線電壓為9v，控制柵電壓為-8v，應(yīng)力時間為8秒，則通過電容耦合系數(shù)的計(jì)算，隧穿氧化層1處的電壓差為9-(9*15％-8*35％)＝10.45v，氧化層2處的電壓差為9v；由此可見，10.45v遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于9.25v，必然會對隧穿氧化層1處的耐久性能造成破壞性影響；9v也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于8v，也必然會對氧化層2處的耐久性能造成破壞性影響。

目前在對閃存單元進(jìn)行擦除操作中，最大電壓偏差的位置在字線3(wordline)和控制柵4(controlgate)之間?，F(xiàn)有的在進(jìn)行晶圓測試時，通過擦除功能，通常將字線3位置電壓設(shè)為9v，控制柵4位置設(shè)為-8v，并且以8秒的應(yīng)力時間來篩除潛在的早期失效。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該測試條件同時也產(chǎn)生了副作用：此時在閃存單元中，隧穿氧化層1處的電壓差大于10v，氧化層處2的電壓差為9v，過高的電壓差損傷了閃存單元中的氧化物，影響了閃存的耐久性能。

為此，本發(fā)明提供的篩除閃存單元中早期失效的方法，在篩除所述閃存單元中早期失效的過程中，通過控制所述閃存中隧穿氧化層1處和氧化層2處的電壓差，避免過高的電壓差損傷所述閃存單元中的氧化物。所述篩除閃存單元中早期失效的方法包括：

在進(jìn)行篩除閃存單元中早期失效的過程中，將隧穿氧化層1處的電壓差控制在4v～10v，將氧化層2處的電壓差控制在4v～8v。

在篩除所述閃存單元中的早期失效時，在所述閃存單元中的所述字線3處施加第一電壓，同時在所述閃存單元中的所述控制柵4處施加第二電壓。進(jìn)一步的，所述字線3處施加的第一電壓和所述控制柵4處施加的第二電壓時間范圍均為7秒～9秒，以便能夠盡量地篩除所述閃存單元中潛在的早期失效。更進(jìn)一步的，施加在所述字線3處的第一電壓和施加在所述控制柵4處的第二電壓的持續(xù)應(yīng)力時間均為8秒。

在本發(fā)明中的篩除所述閃存單元中的早期失效方法中，如果需要對早期失效進(jìn)行有效的篩除，則字線和控制柵之間的電壓必須要保持17.5v左右，若避免耐久性能的損失，則隧穿氧化層1處和氧化層2處的電壓差必須降低。

因此，發(fā)明人基于電容耦合系數(shù)的計(jì)算，對現(xiàn)有的篩除方法進(jìn)行改進(jìn)，將字線電壓(即第一電壓)設(shè)置為8v，將控制柵電壓(即第二電壓)設(shè)置為-9v，應(yīng)力時間為8秒。

這樣既可以使字線3和控制柵4之間的電壓保持在17v，實(shí)現(xiàn)了早期失效的篩除，而通過電容耦合系數(shù)的計(jì)算，隧穿氧化層1處的電壓差為8-(8*15％-9*35％)＝9.95v，相較于現(xiàn)有方法中的10.45v，有了大幅度的降低；氧化層2處的電壓差為8v，相較于現(xiàn)有方法中的9v，也實(shí)現(xiàn)了大幅度降低，避免過高的電壓差損傷所述閃存單元中的氧化物，實(shí)現(xiàn)了降低對耐久性能的損害。

具體的，所述字線3處施加的第一電壓是正電壓。請參閱圖1，在所述閃存單元中，所述氧化層2位于所述字線3和所述襯底5之間，并且所述字線3處接地(圖中未示出)，因此所述氧化層2處電壓差的大小與所述字線3處施加的第一電壓的大小相同。在本發(fā)明提供的篩除閃存單元中早期失效的方法中，將所述氧化層2處的電壓差控制在4v～8v內(nèi)，所述字線3處的第一電壓范圍為4v～8v。所述控制柵處施加的第二電壓范圍為-9v～-7v。

具體的，所述控制柵4處施加的第二電壓是負(fù)電壓。進(jìn)一步的，將所述字線3和所述控制柵4之間電壓差控制在15v～20v的范圍內(nèi)。

根據(jù)上述提供的新的測試條件下，所述閃存單元中所述隧穿氧化層1處的電壓差范圍為4v～10v；同時，所述閃存單元中所述氧化層2處的電壓差范圍為4v～8v；與現(xiàn)有的測試條件相比，有效的減小閃存單元中隧穿氧化層處的電壓差和氧化層處的電壓差，以此避免電壓過高損傷所述閃存中的氧化物，影響所述閃存的耐久性能。

本發(fā)明提供的篩除閃存單元中早期失效的方法，能夠保證閃存的可靠性，同時平衡篩除早期失效的效率，有效地篩除閃存的工藝缺陷。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。