【专利解密】知存科技闪存芯片数据保持性能筛选方案 提高效率减少测试周期

【爱集微点评】知存科技闪存芯片的数据保持性能的筛选方案，该方案中公开的技术方案，相比于现有技术，不仅减少了测试周期，也提高了测试效率，从而降低了对后续编程精度的影响。

集微网消息，近几年来电子产品技术的快速发展，使得消费者对于电子产品的体验要求越来越高，更高速便捷的存储产品的需求也越来越大。

在实际应用中，有时由于外界的因素或者是闪存芯片的数据保持能力差，导致闪存单元的配置信息和生产信息发生变化。因此，在生产过程中需要对闪存芯片的数据保持性能进行检测。

现有技术常规的闪存干扰筛选测试中，干扰测试次数多，周期较长，影响测试效率，并且在较深的编程状态下干扰处理容易在闪存单元沟道界面产生影响沟道电流的界面态或者聚集可移动电荷（比如离子）等，从而影响后续编程精度。

为此，知存科技在2022年8月23日申请了一项名为“闪存芯片的数据保持性能的筛选方法、装置及电子设备”的发明专利（申请号：202211013956.6），申请人为北京知存科技有限公司。

根据该专利目前公开的相关资料，让我们一起来看看这项技术方案吧。

如上图，为现有技术中的数字数据保持测试中样本数与存储单元电流关系的示意图。闪存芯片是一种能够进行数据文件存储的存储芯片，使用者在使用闪存芯片时，在理想情况下，闪存单元的存储电流小于第一限定电流Normal时则表示为“0”数据保存，闪存单元的存储电流大于第一限定电流Normal时则表示为“1”数据保存。

闪存芯片经过干扰处理后，闪存单元内为“1”数据保存的存储电流将变小，向“0”方向移动，闪存单元内为“0”数据保存的存储电流将变大，向“1”方向移动。因此，经过干扰处理，若闪存单元中为“0”数据保存的电流仍小于第三限定电流Margin0，闪存单元中为“1”数据保存的电流仍大于第二限定电流Margin1，则说明数据保持性能合格。

由于整个测试流程至少需要2次干扰处理，测试周期长，并且在较深的编程状态后，进行干扰处理容易在存储单元沟道界面产生影响沟道电流的界面态或者聚集可移动电荷，从而影响后续的编程精度。

如上图，为该专利中公开的闪存芯片数据保持性能筛选方法的流程图，首先，对闪存芯片的闪存单元进行预处理。其中，闪存芯片内包括两个闪存单元，闪存单元通常以阵列形式排布。在进行数据保持性能筛选中，可以选取整个闪存芯片，或选取闪存芯片中的均匀区域内的闪存单元进行筛选测试。预处理是通过擦除、编程等处理过程改变闪存单元储存状态。

其次，读取预处理后闪存单元的第一模拟电参数。第一模拟电参数为闪存单元的浮置栅极中的沟道电流，其中，闪存单元，具有源极、漏极、浮置栅极和控制栅极。浮置栅极与硅衬底之间有二氧化硅绝缘层，用来保护浮置栅极中的电荷不会泄漏，采用这种结构，从而使得闪存单元具有电荷保持能力。在对闪存单元进行预处理后，通过在闪存单元上施加读取电压，读取闪存单元的第一模拟电参数。

接着，对闪存芯片进行干扰处理，并读取干扰处理后闪存单元的第二模拟电参数。干扰处理是将闪存芯片置于容易造成数据丢失的模拟环境的过程，用以检测闪存芯片经过模拟环境后，是否还具有良好的数据保持性能。在干扰处理后，通过在闪存单元上施加读取电压，读取闪存单元的第二模拟电参数。

最后，判断第一模拟电参数与第二模拟电参数的差值，若差值符合预设变化范围，则闪存单元的数据保持性能合格。在干扰处理后，根据存储的电荷类型，闪存单元的沟道电流可能变大或变小。因此，通过获得干扰处理前后，第一模拟电参数与第二模拟电参数的差值，通过差值反映干扰处理对闪存单元数据保持性能的影响。

若经过过长时间的烘焙后，获取的第一模拟电参数与第二模拟电参数的差值，该差值处于正常范围内，则说明闪存单元的数据保持性能稳定。若第一模拟电参数与第二模拟电参数差值超过正常范围，则说明闪存单元的数据保持性能存在缺陷。

如上图，为该方案中的闪存单元电流与样本数的关系示意图。经过干扰处理后，存储数据为“1”状态的电流减小，向“0”状态移动，读取此时的电流，即第二模拟电参数，根据第一模拟电参数和第二模拟电参数的差值，得到“1”状态数据保持的电流变化量d。电流变化量d是表征‘1’状态，也就是闪存单元的电流与电压曲线处于饱和区或线性区时随浮栅电荷变化而变化的量。

若该电流变化量d仍大于或等于预设值，则说明闪存单元的数据保持性能合格。其中，预设值的选择根据对闪存单元的存储电流的变化大小的容忍需求进行设定。由此，整个测试流程仅需一次干扰处理，测试周期短，无需在较深的擦除状态下进行干扰处理，即可实现数据保持的筛选，排除有异常的闪存单元，降低影响后续编程精度。

以上就是知存科技闪存芯片的数据保持性能的筛选方案，该方案中公开的技术方案，相比于现有技术，不仅减少了测试周期，也提高了测试效率，从而降低了对后续编程精度的影响。

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（校对/赵月）