TWI290285B - Sample screening methods for system soft error rate evaluation - Google Patents

Description

-1290285 五、發明說明（1) — —【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種資料檢測方法，且特別有關於一 種系統軟式錯誤之樣本篩選的方法。 【先前技術】 動癌、隨機存取記憶體（Dynamic Random Access Memory ’以下稱DRAM )的記憶單元是由一個金屬氧化半導 體（M*etal 〇Xide Semiconductor，M0S)電晶體和電容構 成，藉由，士中電荷的大小可以儲存π 0，，與，Γ的數位資 二ίϊϊ集積度（High Density)DRAM的研究時，發 隱現DRAM封裝材料中料_ 塑雷客中的蚀六Φ，放射性兀素所放射出的α粒子會影 i >破壞i 0 ^，何而改變儲存資料。相對於元件因為絕 (HardErr〇r)，由於久性故障的硬式錯誤 荷的情形並非永久性破j y:粒子撞擊而影響電容電 誤（Soft Error )。軟式 二廷，破壞模式稱為軟式錯 誤，這種錯誤是可以更^ =决卩在讀取資料出現的讀取錯 料讀取出來。軟式錯誤經=幾次重試之後還是能將資 料，故通常稱為可更正的綠取二之後可以取得正確的資 對於高容量dram而言項由^誤。 P存電荷量也越來越小，因此:疋件越來越小，電容的儲 重，因此如何改善軟式錯誤的人^誤的問題將會越來越嚴 大的挑戰之一。同理，除了 崎將是提南DRAM集積度最 外，其他具有電荷儲存功能 M會產生軟式錯誤的問題之 體（SRAM )也都有軟式錯=的g g體如靜態隨機存取記憶

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(D 1290285 ^-- 、發明說明（2) 貫際上’ DRAM受到α粒子撞擊之德、止Λ 的方式有兩種。第一種如第1Α、1Β圖上；成；存内容， α粒子執跡140直接撞擊到記憶單元中的電容子沦者 =單元模式錯誤(cell _e error)的：二時人稱為 原本儲存電荷時（"〇")，“粒 2隐早兀中 存電荷時（"1"),激發的電子右环心原&本§己憶早兀中沒有儲 儲存狀態由"1"改變成"〇"。因+可此〜到記憶單元中而將 c憶单元訊號由"im的錯n — = ^會造成 示，與DRAM的感應放大器電 、 種如第1C圖所 式錯mbit line error)。 0動作/關稱為位元線模 電位由電容流向位元線230，" 果予^線25〇開啟使得 子撞擊時會造成電位降低，、果位几線230受到α粒 理，而# f d 1降低因感應放大器電路210動作原 理，而使付感應放大器電路210 動^原 種模式下，會分別產就判斷異吊。在這 誤。 1 〇的錯誤和"〇" —Μ”的錯 行軟ΐ = ΐ :S=13和軟式錯誤以外，_在執 .錯誤），以致於在生產製造：本身内部的讀取 查，導致製造效率變低i;;;:;:刪請，多的檢 ::一種糸統軟式錯誤之樣本筛選的方法以解決上；Γ 第7頁 〇532-A40421TWF(nl);pt.ap-348;ALEXCHEN.ptd .1290285 五、發明說明（3) 【發明内容】 基於上述目的，本發每漁 誤之樣本篩選的方法，其包^ 1路了一種系統軟式錯 其包括複數記憶單元且每一記情(a )々:記憶體設備， 該等位址之順序對每一:兀、μ —位址；（b)依 ^ - # ^ ^ :寫入與讀取操作時沒有錯誤發生，：接著己上早70執行 後一記憶單元完成—寫入與讀取耆★判斷是否對最 後記憶單元完成$ _ ± ” ，（ d)右尚未對該最 兀執仃一寫入與讀取操作；（e)若已、^下一圯憶早 成該寫入與讀取操作，則依該等位址之°順^己Jt:完 條件，若在對一目前之刼：：⑴根據-第二測試 月b ?的錯誤發生，則接著判斷是否對最後—纪果j 一讀取操作；（g)若尚未對該最後記憶單元完1成；^70取70择 作，則繼續對下一印愔罝分拥—命 凡成及項取操 若已耕_ — a : ^ 執仃一寫入與讀取操作；（h) 順序針二二：’思早兀完成該讀取操作’則依該等位址之 順序對該兄憶體設備之每一記憶單元執行一 <)Λ據Γ第三測試條件’若在對一目前之記憶單元執行 該項取操作時沒有錯誤發生，則接著判斷是否對最後一記 ，單元完成一寫入與讀取操作；（〗）若尚未對該最後記憶 早元完成該寫入與讀取操作，則繼續對下一記憶單元執行 肩取操作’（k )若已對該最後記憶單元完成該寫入與讀 取操作，則接著判斷上述測試流程所花費的時間是否超^過

1290285 五、發明說明（4) 一預設時間；（1)若上述測試 — 設時間，則對下-記憶體設備二的時間超過該預 (心±若上述測試流程所花費的時間支超流程；以及 繼績對下一記憶單元執行一讀取操作°。、'"預設時間，則 【實施方式】 μ 為讓本發明之上述和其他目 易懂’下文特舉出較佳實施例，1配=，點能更明顯 說明如下。 —口斤附圖式，作詳細 本發明實施例揭露了一種系統軟式錯 方法。 樣本師選的 图，苦Α再間述傳統上檢測軟式錯誤率的流程 回，首先，將資料寫入記憶體設備中（步驟§ 所謂的資料，即如上文所述之DRAM的記憶=)，這裡 "〇"或"1"的電荷。接著，讀取記憶體設備之單表：士 存的資料’並且判斷是否有寫入錯誤發生（步中儲 ㈡，=步驟S13 ’否則執行步驟S14。當寫入的資料 為 〇· 1· 〇· 1· ο. 1 ···” 而讀出的資料為，，〇· i· I L 〇· J ···，，時，

即表示發生寫入與讀取錯誤，故將該錯誤狀況記錄下來 (步驟S13 )，然後執行步驟sl4。 次接下來，若沒有發生寫入與讀取錯誤，則接著判斷所 有資料是否皆寫入與讀取完成（步驟s丨4 )。因測試系統 與測試板的關係是以矩陣方式排列，即每一行積體電路 (IC )資料皆對應於該測試系統之一位址。寫入時係依位 址順序將資料寫入，而讀取時也是依位址順序將資料讀取

〇532-A40421TWF(nl);pt.ap-348;ALEXCHEN.ptd 第9頁 1290285 •五、發明說明（5) 出=^因此，在本步驟中係判斷是否對每— =執行資料的寫入與讀取操作。 = 己憶單 否：當對目前位址（非為最後的= = 一貝才】的寫入與讀取操作，則接著回到步驟su'、早二完成 ^立+址之記憶單元執行資料的寫入與讀取摔作？下 〜，驟S14主要是在檢測所有資料是否可二驟 ，早兀與自記憶單元讀取，並且將有發生，姐利寫入記 單元標記（mark )起來，然後再 錯誤的記憶 關測試操作。 冉對正书的，單元執行相 接下來，依照位址順序對正常的記 作，並且判斷資料是否錯誤（步驟si 5 ' ―疋胃執行讀取操 步驟S1 6，否則跳到步驟S20。當_ 〇若一是，則執行 誤，接著判斷該錯誤為多位元（^ 1丨j心單元時發生錯 元（single-bit)錯誤（步驟Mg) 。錯誤或單位 則將對應之記憶單元標記起來（步驟^多位元錯誤， 一次如上文所述之寫入與讀取操二。，麸。接著再執行 若為單位元錯誤，則對該記憶單元=俊回到步驟S1 5。 測試並讀取之：以二 誤（步驟S18)。若發現可正常讀取資料5^否為讀取錯 暫時性的錯誤，而發生該暫時性錯π、竹表示該錯誤為 統本身的問題，或者是記憶單元因2的原因可能是測試系 所導致，表示該錯誤為讀取錯誤。彳、、=在雜訊（noise ) 所述之寫入與讀取操作，然後M f著再執行一次如上文 後姚到步驟S15。若仍無法正

0532-A40421TWF(nl)；pt.ap-348;ALEXCHEN.ptd 1290285 .五、發明說明（6) 巧取資料’則接著判斷該錯 ,步㈣9 )。資料在寫入到DRAM的1；己式；^或硬式錯誤 或了來表示，如上文所述，當係以，|〇" 几中的電容時，可能導立 =擊到把憶單 舉例來說，若雷；Τ摊—八肀表不為1的資料變為” 〇，，。 α粒子撞擊到電容時，電荷量將二ν、Λ 2當 存狀態改變為"〇"。因此，當寫：上，：失而使得電荷儲 料為·· r時，即表干恭 ”、、勺貝料為f 〇 ”而讀出的資 的成因如前文所述，在此不再予以#式錯^或硬式錯誤 丨判斷操作後，接著再執行一次如所：士步：S19的 作，然後跳到步驟31 5。 斤逃之寫入與讀取操 接下來，當頃取目前之記恃、 S15 )，則接著判斷是否已讀取〜完對應所發生錯誤（步驟 元中的資料（步驟S2〇 )。若是，則:y有位址之記憶單 到步驟S15繼續讀取下一位址 恃？仃步驟S21 ’否則回 有位址的記憶單元，則接著判斷上^JV若6讀取完所 間是否超過一預設時間（如1〇〇〇小^，流程所花費的時 是，則回到步驟S11，以對下—，户触（步驟S21 )。若 〜步驟821相同的測試流程，否;傷執行與步驟S11 1下-位址順序的記憶單元。、]回到步驟S15 ’繼續讀取 根據上文所述，除了硬式伊

在執行軟式錯誤率測試的過程中，人式錯誤以外，DRAM 發生錯誤（如DRAM本身内部的讀取二=會因為其它問題而 製造過程中需對DRAM進行更多的於:决，以致於在生產 檢查，導致製造效率變低

0532-A40421TWF(nl);pt.ap-348;ALEXCHEN.ptd 第11頁 1290285 五、發明說明（8) ^三使用於測試流程中之測 確貫地將有問題的記憶單元办為嚴可，其目的在於 檢測軟式錯誤流程的效率。::广f來，:提高在後述 憶單元標記起來，鈇後爯斟 ：有發生讀寫錯誤的記 操作。 後再對正常的記憶單元執行相關測試 接下來，再次對記愔雜％ 作，並且根據相關測試= :執行讀取操 (步驟S35 )。若是，目，丨批一疋否有功此性的錯誤發生 S37。功能性的錯誤❹f行步驟S36，否則執行步驟 i Hg . θ —夺曰§己憶體設備内部功能1當的門 Μ。例如，將資料存入 Μ 1力月I、吊的問 資料即揮發掉。或者Η、a, t體汉備後，經過一段時間後該 導致發生的錯豸。同J二式系統本身的問題或外在雜訊所 來（步驟S36 )，缺德π的’將該功能性的錯誤狀況記錄下 作（步驟S37)。若9 所有位址之記憶單元完成讀取操 S35。步驟S37係判斷"V不則執行步驟S38 ’否則回到步驟 資料的讀取操作，當=對每一位址之記憶單兀完成執行 取操作，則接著執行步驟§有38位址之記憶單元完成資料的讀 .作，並且舻赭* :位址順序對正常的記憶單元執行讀取操 )。若是，則執行丄i tcT判斷資料是否錯誤（步驟S38 憶單元時發生錯誤，，否則跳到步驟⑷。#讀取記 (-Ui-bit)錯誤或接單者，斷該錯誤為多位元r S39)。若為多位元钭ί位元（Single~bit)錯誤（步驟 9辦，則將對應之記憶單元標記起來

0532-A40421TWF(nl);pt.ap-348;ALEXCHEN.ptd 第13頁 1290285 --- ，五、發明說明（9) (步驟S40)。接著再執行一次如上文所述之寫入與讀取 操作，然後回到步驟S38。若為單位元錯誤，則對該記憶 早元再次執行邊際測試並讀取之，以判斷該錯誤是否為讀 取錯誤（步驟S41)。若發現可正常讀取資料，表示該錯 =為暫時性的錯誤，而發生該暫時性錯誤的原因可能是測 $糸統本身，題^或者是記憶單元因為外在雜訊所導 ，表不該錯块為讀取錯誤。接著再執行一次如上文所述 之寫入與讀取操作，然後回到步驟S38 F再予)以瞽十Λ牛式錯誤的成因如前文所述，在此不 ：头述、:，成步驟S42的判斷操作後，接著再執行- 接下來，當讀取目前之tL;回到步屬。 S38)，則接著判斷是否已讀：早:時未發生錯誤（步驟 元中的資料（步驟S43 )。若g ^應所有位址之記憶單 到步驟S38繼續讀取下一位址=^，行步驟S44，否則回 有位址的記憶單元，則接著判思、單元。若已讀取完所 間是否超過一預設時間（如〗〇〇〇 ，測試流程所花費的時 是，則回到步驟S31，以對下一士立0$ )(步驟S44 )。若 〜步驟S44相同的測試流程，=憶體設備執行與步驟S31 下一位址順序的記憶單元。 、回到步驟S38，繼續讀取 利用本發明實施例之系統軟 可預先發現除了軟式錯誤以外之^ =誤之樣本篩選的方法 錯誤或系統與設備錯誤）。如二它類型的錯誤（如硬式 來，將可提高製程效率 第14頁 0532-A40421TWF(nl);pt.ap-348;ALEXCHEN.ptd .1290285 • •五、發明說明（10) —且降低製造成本。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

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Claims (1)

1290285 六、申請專利範圍 測11士 4 ΐ系統敕式錯誤之樣本篩選的方法，1適用私 測试流程中，包括下列步驟·· 々次，、適用於一 (a) 提供一記憶體設 記憶單元對應一位址； 、匕祜複數圮k早兀且每一 (b) 依該等位址之順序對一一 讀取操作； °己L、早凡執订一寫入與 (c) 根據一第一測試條件，若在對一口 執行該寫入與讀取操作時沒有錯 ：」己;隐單元 >對最後—記憶單元完成-寫人與讀取操作；j接者判斷是否 ,,H若*尚未對該最後記憶單元完成該寫入盥續取4。 (e)若H Λ行—寫人與讀取操作； f "亥最後吞己憶單元完成該寫入盥接跑ρ〜 ，該等位址之順序對該記憶體設備二:呆_乍’ 一讀取操作； 可 °己隱早疋執行 (f )根據一第二測試條件，若在對一 執行該讀取操作時沒有功能性的 目二之=單元 否對最後厂己憶單元完成一讀取操作：生則接者判斷是 (g) 若尚未對該最後記憶單元完成 ’續對下'記憶單元執行-寫人與讀取操作'取#作’則繼 (h) 若已對該最後記憶單元完成該讀 等位址之順序對該記憶體設備之每一 '，則依該 操作； °己隐早疋執行一讀取 (1 )根據一第三測試條件，若在 執行該讀取操作時沒有錯誤發生，則引记單兀 无考刦斷是否對最後 1290285 .六、申請專利範圍 一記憶單元完成一寫入與讀取操作； 作，繼右:對未下對該f,記憶-單元完成該寫入與讀取操 ⑴若V 憶早70執行—讀取操作； 則接著二”最後記憶單元完成該寫入與讀取操作， 」者叫上述測試流程所花費的時以否超過〆預設時 則對記上述體則呈所花費的時間超過該預設時間’ (11〇若卜+ = 述（a)〜（k)之測試步驟；以及 .間，則繼綠對：測试流私所化費的時間未超過該預設時 2則1:對下-記憶單元執行一讀取操作。 筛選的二U利範圍第1項所述的系統軟式錯誤之樣本 七憶Ϊ更=根據該第-測試條件，若在對 則將該錯誤狀況：錄入與頃取操作時發生該錯誤， 筛選的方i i ^:I)項所述的系統軟式錯誤之樣本 該目前之記憶單元執行該讀若在對 决，則該功能性的錯誤狀況記錄起來。力^生的錯

0532-A4042nW(nl);pt.ap-348;ALEXCHEN.ptd 第18頁 ⑧ 1 締Λΐΐ請專利範圍第1項所述的系統軟式錯誤之樣太 師選的方法，其更包括下列步驟：入s决之樣本 (2)根據該第三測試條件，若 執行該讀取操作時發生錯誤判^ :，記憶單元 2 元錯誤或為一單位元錯誤；則接者娜錯誤為-多位 (⑵若該錯誤為該多位元錯誤，則將該記憶單元標記 1290285 六、申請專利範圍 起來；以及 (i 3 )若該錯誤為該單位元 〇 -邊際測試並讀取…當該二二：對該記憶單元執行 斷該錯誤為-軟式錯誤或-硬^ =為一讀取錯誤時，判 5 · —種儲存媒體，用以儲一 式包括複數程式碼，其用以栽 電月^程式’上述電腦程 上述電腦系統執行一種系統並且使得 該方法包括下列步驟： Λ錯佚之樣本篩選的方法， U)提供一記憶體設備，其 記憶單元對應一位址； 。括複數把憶皁元且每— (b)依該等位址之順序對每— 讀取操作； 0匕早疋執订一寫入與 (C)根據一第一測試條件，若在對一 執行該寫入與讀取操作時沒有錯誤發生，刖之/己憶早元 對最後一記情單元6成一耷 x 則接耆判斷是否 以、—成冩與讀取操作； (d)若尚未對該最後記憶單 作’則繼續對下一記憶單元執行一寫成：上入與讀取操 (e )若已對該最後記憶單元*成、官、喂喿作， 則依該等位址之# #哕$ γ /成 '"寫入與讀取操作， 一讀取操作；之順序…憶體設備之每-記憶單元執行 (f )根據一第二測試條件，若 執行該讀取操作時沒有功能性^'^記憶單元 否對最後-記憶單元完成-讀生’則接著判斷是 ⑷若尚未對該最後記憶翠元完成該讀取操作，則繼

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1290285 \六、申請專利範圍 續對下一記憶單元執行一寫入與讀取操作； (h) 若已對該最後記憶單元完成該讀取操作，則依該 β立址之順序對該記憶體設備之每一記憶單元執行一讀取 才呆作； 0 (i) 根據一第三測試條件，若在對一目前之記憶 一仃該讀取操作時沒有錯誤發生，則接著判斷是否對最後 一 §己憶單元完成一寫入與讀取操作； 心(j )右尚未對該最後記憶單元完成該寫入盥讀取摔 作，則繼續對下一記憶單元執行一讀取摔作/、靖取操 接者判斷上述測試流程所花費的時間是否超過一預設時 則針若上，測試流程所花費㈣間超過該預設時間， 貝J對下一^己憶體設備執行上述（a)〜（k)之測試步驟；以 間，貝：：繼的時間未超過該預設時 J w己隐早70執行一讀取操作。 (rn护ϊ:ΐ專利範圍第5項所述的儲存媒體，其更包括 (c 1 )根據該第一測試條件， 义^ 匕括 _該寫入與讀取操作時發生哕二之記憶單元執行 ’來。 亥錯玦，則將該錯誤狀況記錄起 (f 1)7背ϋ專利乾圍第5項所述的儲存媒體，其更包括 C f 1)根據該第二測試條株，— ，、又a括 該讀取操作時發生該功能=對該目前之記憶單元執行 況記錄起來。 力“生的錯誤，則該功能性的錯誤狀 第20頁 0532-A40421TWF(nl);pt.ap-348;ALEXCHEN.ptd 1290285 六、申請專利範圍 8.如申請專利範圍第5項所述的儲存媒體，其更包括 下列步驟： (i 1 )根據該第三測試條件，若在對該目前之記憶單元 執行該讀取操作時發生錯誤，則接著判斷該錯誤為一多位 元錯誤或為一單位元錯誤； (i 2 )若該錯誤為該多位元錯誤，則將該記憶單元標記 起來；以及 (i 3 )若該錯誤為該單位元錯誤，則對該記憶單元執行 一邊際測試並讀取之，且當該錯誤非為一讀取錯誤時，判 ❿斷該錯誤為一軟式錯誤或一硬式錯誤。

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