自动测试系统在闪存阈值电压调整中的应用涉及到了多个方面的技术知识,主要包括闪存技术、阈值电压调整原理、以及自动测试系统的构成和工作流程。
闪存技术是半导体存储领域的一个重要分支,它的特点是能够保持存储的数据即使在断电的情况下也不会丢失。闪存技术的代表性产品包括NAND型闪存,广泛应用于移动电话、音乐播放器和存储卡等设备中。随着存储设备对容量需求的增加,厂商采用多值存储技术(Multi-Level Cell, MLC),提高了每个存储单元的存储密度。但是,随着技术的发展,如短沟道效应和漏电流等问题也逐渐凸显,影响了存储单元的擦写寿命和可靠性。
阈值电压调整是闪存生产中保证存储单元可靠性的一个关键步骤。阈值电压(Threshold Voltage)是指晶体管开始导电时的栅极电压。在闪存中,阈值电压会因为电荷的累积和释放而改变,从而影响数据的存储。因此,准确调整阈值电压对于保证数据的稳定存储和可靠性至关重要。阈值电压调整,或称为“Trimming”,是指对参考单元编程,使其阈值电压满足产品规格书(SPEC)的要求。在NAND型闪存中,通常使用热电子注入法(Channel Hot Electron Injection, CHE)进行编程。
为了高效准确地执行阈值电压调整,现代生产中大量使用自动测试系统(Automated Test Equipment, ATE)。自动测试系统能够快速地对多个芯片进行测试,并且通过编写测试程序,结合参数测量和功能测试单元,实现并行对多个芯片的阈值电压进行调整。自动测试系统主要包括测试控制器(Test Controller)、时序发生器(Timing Generator)、算法向量发生器(Algorithm Pattern Generator)、失效捕获存储器(Fail Capture Memory)、波形和判断控制(Format Control & Sense Control)、可编程电源(Programmable Power Supply)、参数测量单元(Parametric Measurement Unit)、管脚电路(Pin Electronics)等构成。
这些系统的构成和工作流程包括:测试控制器负责控制测试的流程,时序发生器产生用于测试的精确时序,算法向量发生器生成用于编程和读取测试的算法序列,失效捕获存储器记录测试中的失效数据,波形和判断控制部分对信号波形进行分析判断,可编程电源提供精确的电压和电流,参数测量单元负责测量和校准电参数,管脚电路则连接到芯片的管脚进行信号的输入输出。整个测试过程是通过输出通道和I/O通道将信号输出到芯片,然后采集芯片的输出信号进行分析判断。通过这样的流程,可以并行地对多个芯片的阈值电压进行调整,并且兼顾了测试的效率和精度。
总结来说,在自动测试系统下对闪存进行阈值电压调整,不仅提高了测试效率,降低了大规模量产测试中的时间成本,同时也提升了芯片的可靠性,满足了市场对大容量存储设备日益增长的需求。通过这一系列的测试和调整过程,能够确保最终的闪存产品在实际使用中具备优异的性能和较长的使用寿命。