Tecniche di Test Innovative per la Caratterizzazione di Memorie a Gate Flottante

L’affidabilità nella ritenzione dei dati memorizzati è una delle problematiche fondamentali delle memorie flash; esse vengono normalmente testate, in produzione con procedure specifiche implementate su ATE (Automated Test Equipments), per rilevare problemi di lettura, programmazione e cancellazione; vengono inoltre provate altre procedure per identificare possibili faults e per il corretto trimming dei parametri interni. Oggi, il testing classico con ATE è supportato dalle tecniche BIST (Built-In-Self-Test), tramite le quali si prevede in progetto, all’interno dei circuiti integrati, una parte di hardware e software supplementari per permettere l’auto-test (funzionale e/o parametrico), così da ridurre la dipendenza da apparecchiature ATE esterne e quindi riducendo sensibilmente il tempo di esecuzione del test completo e permettendo la realizzazione di test del circuito integrato in qualsiasi istante e condizione di funzionamento (in-field test). Un ulteriore passo avanti nel testing in-field è stato effettuato con lo sviluppo delle tecniche SBST (Software-Based Self Test), che si basano sull’uso del microprocessore interno alla memoria per effettuare i test necessari via software, senza avere così la necessità di progettare e realizzare nel chip hardware aggiuntivo, così come accade nel caso di presenza di strutture BIST all’interno del circuito. Rispetto allo stato dell’arte delle tecniche di testing si è approfondito lo studio, la progettazione e la realizzazione di una soluzione circuitale innovativa denominata Portable-ATE per il testing dei Memory Test Chip. La scheda Portable-ATE è stata sviluppata partendo da una demo-board STM32-Nucleo (STM32F072RB) ed aggiungendo una scheda custom che permette di gestire il sistema di alimentazione, la corretta comunicazione con il memory test chip e l’alloggiamento del test chip stesso. Essa è in grado di valutare le perfomances di un singolo memory test-chip mantenendo gli stessi standard di affidabilità e riproducibilità di un ATE classico, aggiungendo portabilità, flessibilità, configurabilità e la possibilità di sviluppo e debug di algoritmi di gestione e software-based self test (SBST) con logging in tempo reale. Con l’utilizzo del Portable-ATE è stata effettuata la caratterizzazione di alcuni memory test chip di STMicroelectronics con particolare attenzione alle analisi di stress, quale gate e drain stress e successivamente sono stati effettuati test di ciclatura per verificare la ritenzione dei dati; per valutare i test effettuati sono state estratte le distribuzioni di soglia. Infine, grazie all’utilizzo del Portable ATE è stato possibile sviluppare, testare e ottimizzare gli algoritmi di gestione della memoria, program con verify, erase con verify e refresh senza avere all’interno della memoria nessun PEC (Program/Erase Controller) o microprocessore interno per la gestione degli stessi e con la possibilità, totalmente innovativa, di avere un logging in tempo reale delle operazioni in esecuzione.