发明名称 相变存储器器件单元测试系统及测试方法
摘要 本发明涉及一种相变存储器器件单元的测试系统及测试方法,其特征在于所述的测试系统是由控制计算机、脉冲信号发生器、数字信号源、微控探针台和转换连接部件组成;其中,通过通用接口总线使主控计算机与脉冲信号发生器和数字信号源相连;通过控制卡的控制电缆使脉冲信号发生器和数字信号源与微控探针台相连;主控计算机通过控制于控制探针台在脉冲信号发生器和数字信号源之间切换;微控探针台的两个探针分别与相变存储器的上、下电极接触,构成一个存储单元,并通过操作模块进行电流-电压、电压-电流、电阻与写脉高、电阻与写脉宽、电阻与擦脉高、电阻与擦脉宽以及疲劳等七种测试。
申请公布号 CN1905077B 申请公布日期 2013.10.30
申请号 CN200610028229.1 申请日期 2006.06.27
申请人 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 发明人 宋志棠;刘波;梁爽;陈小刚;封松林
分类号 G11C29/56(2006.01)I 主分类号 G11C29/56(2006.01)I
代理机构 上海智信专利代理有限公司 31002 代理人 潘振甦
主权项 一种利用相变存储器器件单元的测试系统的测试方法,所述的测试系统是由主控计算机、脉冲信号发生器、数字信号源、微控探针台和转换连接部件组成;其中,通过通用接口总线使主控计算机与脉冲信号发生器和数字信号源相连;主控计算机通过控制卡以及控制电缆使脉冲信号发生器和数字信号源与微控探针台相连;所述的转换连接部件通过控制电缆与主控计算机相连,且它与脉冲信号发生器、数字信号源和微控探针台相连,主控计算机通过控制卡控制微控探针台在脉冲信号发生器和数字信号源之间切换;微控探针台的两个探针分别与相变存储器的上、下电极接触,构成一个相变存储器器件单元;其特征在于通过相对应的操作软件模块进行电流‑电压测试、电压‑电流测试、电阻与写脉高测试、电阻与写脉宽测试、电阻与擦脉高的测试、电阻与擦脉宽测试或疲劳特性测试;具体测试方法是:A.所述的电流‑电压测试是将由数字信号源发出的幅度逐步增加的电压信号施加在样品上,然后测试样品上对应的电流,并记录、显示和保存样品的电流‑电压曲线,具体步骤是,首先对脉冲信号发生器和数字信号源进行初始化,然后操作控制卡将样品切换至脉冲信号发生器,然后操作脉冲信号发生器对样品进行一次写或擦操作,保证样品的初始的非晶或多晶状态,接着进入测试循环,首先操作控制卡将样品切至数字信号源,然后操作数字信号源测得所需的数据,最后判断循环是否结束,不结束继续测试,否则把测得的所有的数据准备由数据控制模块处理;B.所述的电压‑电流测试是将由数字信号源发出的幅度逐步增加的电流信号施加在样品上,然后测试样品上对应的电压,并记录、显示和保存样品的电压‑电流曲线,具体步骤是,首先对脉冲信号发生器和数字信号源进行初始化,然后操作控制卡将样品切换至脉冲信号发生器,然后操作脉冲信号发生器对样品进行一次写或擦操作,保证样品的初始的非晶或多晶状态;接 着进入测试循环,首先操作控制卡将样品切至数字信号源,然后操作数字信号源测得所需的数据,最后判断循环是否结束,不结束继续测试,否则把测得的所有的数据准备由数据控制模块处理;C.所述的电阻与写脉高的测试是在写脉宽固定的情况下,由于高度逐渐增加的脉冲信号通过存储单元转换为热能,当脉高增加到一定的时候实现相变材料电阻从低阻到高阻的急剧变化,则此时的脉冲高度正是写脉高的最优参数,且其中脉冲高度随着每次的循环逐渐增加,并把脉冲信号施加在样品上,然后通过控制软件利用数字信号源测量样品的电阻,并记录、显示和保存样品的电阻‑写脉高曲线;具体步骤是,首先对脉冲信号发生器和数字信号源进行初始化,然后操作控制卡把样品切换到脉冲信号发生器,再次操作脉冲信号发生器对样品进行一次擦操作,保证样品的初始的多晶态;然后进入测试循环,操作脉冲信号发生器进行一次写操作,再次操作控制卡将样品切换到数字信号源,操作数字信号源测试写过的电阻值,接着将样品切换到脉冲信号发生器,最后判定测试循环是否结束,如果没有结束则继续测试,否则把所有的测试数据准备由数据控制模块处理;D.所述的电阻与写脉宽的测试是在写脉高固定的情况下,宽度逐渐增加的脉冲信号通过存储单元转化为逐渐增加的热能,当实现相变材料电阻从低阻到高阻变化时的脉冲宽度正是写脉宽的最优参数,且其中脉冲宽度随着每次的循环逐渐增加,并把脉冲信号施加在样品上,然后通过控制软件利用数字信号源测量样品的电阻,并记录、显示和保存样品的电阻‑写脉宽曲线;具体步骤是首先对脉冲信号发生器和数字信号源进行初始化,然后操作控制卡把样品切换到脉冲信号发生器,再次操作脉冲信号发生器对样品进行一次擦操作,保证样品的初始的多晶态;然后进入测试循环,操作脉冲信号发生器进行一次写操作,再次操作控制卡将样品切换到数字信号源,操作数字信号源测试写过的电阻值,接着将样品切换到脉冲信号发生器,最后判定测试循环是否结束,如果没有结束则继续测试,否则把所有的测试数据准备由数据控制模块处理,其中脉冲宽度随着每次的循环逐渐增加;E.所述的电阻与擦脉高的测试是在擦脉宽固定的情况下,高度逐渐增加的脉冲信号通过存储单元转化为逐渐增加的热能,当实现相变材料电阻从高阻到低阻的变化时的脉冲高度正是擦脉冲的最优参数,且其中脉冲高度随着每次的循环逐渐增加,并把脉冲信号施加在样品上,然后通过控制软件利用数字信号源测量样品的电阻,并记录、显示和保存样品的电阻‑擦脉高曲线;具体步骤是,首先对脉冲信号发生器和数字信号源进行初始化,然后操作控制卡把样品切换到脉冲信号发生器,再次操作脉冲信号发生器对样品进行一次写操作,保证样品的初始的非晶态;然后进入测试循环,操作脉冲信号发生器进行一次擦操作,再次操作控制卡将样品切换到数字信号源,操作数字信号源测试擦过的电阻值,接着将样品切换到脉冲信号发生器,最后判定测试循环是否结束,如果没有结束则继续测试,否则把所有的测试数据准备由数据控制模块处理;F.所述的电阻与擦脉宽的测试是在擦脉高固定的情况下,利用主控计算机的对应控制软件命令脉冲信号源发出脉高逐渐增加或减小的脉冲信号,并把脉冲信号施加在样品上,然后通过控制软件利用数字信号源测量样品的电阻,并记录、显示和保存样品的电阻‑擦脉宽曲线;具体步骤是,首先对脉冲信号发生器和数字信号源进行初始化,然后操作控制卡把样品切换到脉冲信号发生器,再次操作脉冲信号发生器对样品进行一次写操作,保证样品的初始的非晶态;然后进入测试循环,操作脉冲信号发生器进行一次擦操作,再次操作控制卡将样品切换到数字信号源,操作数字信号源测试擦过的电阻值,接着将样品切换到脉冲信号发生器,最后判定测试循环是否结束,如果没有结束则继续测试,否则把所有的测试数据准备由数据控制模块处理;G.所述疲劳特性的测试是利用主控计算机的对应控制软件命令脉冲信号源发出脉宽和脉高固定的写/擦脉冲信号,并把脉冲信号施加在样品上,然后通过控制软件利用数字信号源测量样品的电阻,并记录、显示和保存样品的电阻‑写/擦次数曲线,写/擦脉冲信号的数量是单个或多个连续信号,写/擦脉冲信号的周期预先设定,输出写/擦脉冲信号的次数可预先设定;写/ 擦脉冲信号为单个信号时,每次发出的连续信号数量预先设定,连续信号数量与输出信号次数的乘积即为总的写/擦次数;具体步骤是首先对脉冲信号发生器和数字信号源进行初始化,接着操作控制卡将样品切换到脉冲信号发生器,然后操作脉冲信号发生器对样品进行一次的擦操作,保证样品的初始多晶态;然后进入测试循环中,在测试循环中首先进入写擦循环,操作脉冲信号发生器对样品进行一次写操作,然后再操作脉冲信号发生器对样品擦操作,接着判定写擦次数是否达到设定值,如果没有继续进行写擦操作,否则将样品切换至数字信号源,操作数字信号源测试经过这么多次的写擦过后的电阻值,然后操作控制卡将样品切换到脉冲信号发生器,最后判定测试循环是否结束,如果没有结束继续测试,否则,把所有测得的数据准备由数据控制模块处理;所述的样品是指相变存储器器件单元;所述的操作软件是由流程控制模块、相应的实验控制模块和数据控制模块组成;而数据控制模块包括测试数据绘图与编辑、保存测试数据;流程控制模块中,首先输入样品的参数,然后判定样品的参数是否合理,如果不合理需要重新输入,如果合理则选择相应的测试试验,然后输入测试试验的所需的脉冲发生器的参数和数字信号源的参数,再次判定输入参数是否合理,如果不合理需重新输入,否则启动相应的测试模块,当相应的测试模块结束后进入数据控制模块,对测得的数据进行绘图并编辑,然后保存所得的测试数据。
地址 200050 上海市长宁区长宁路865号