[发明专利]一种对RRAM存储器脉冲参数进行测试的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体存储器测试领域，尤其涉及一种对RRAM存储器脉冲参数进行测试的方法。

背景技术

阻变存储器，即在两个电阻态之间可以相互转换的存储器，是下一代非挥发性存储器中具有潜在应用的前景的存储器。然而，在实际应用中所面临的最重要的挑战之一就是其转变参数的涨落。很好地控制这些参数的变化能够降低阻变器件的波动性，提高器件可靠性。其中针对RRAM存储器件的存取过程，都是以脉冲的形式进行读写的，脉冲操作是存储器在应用中的实际操作方法。存储器脉冲参数主要包括存储器状态(高阻态或低阻态)、编程速度和擦除速度等。

现有技术中对RRAM存储器脉冲参数的测试方法如图3所示，主要包括以下步骤：首先用脉冲源发送一个足够长的编程或擦除脉冲，然后示波器捕：示波器第一通道测试RRAM上的脉冲，示波器第二通道测试RRAM与定值电阻串联支路的脉冲。测试的过程中编程或擦除速度是离散分布的，脉冲宽度过长，会造成器件损坏。用示波器手动捕获，误差较大且效率极低，测试统计过程需要大量的时间和人力。

基于上述现有技术中对RRAM存储器脉冲参数的测试方法，可以看出传统的测试方法急需改进。

目前在实验室中对这类新型器件的特性进行分析过程中，由于专用的半导体参数分析仪仅提供单独的编程和擦除操作，并且只能人为切换开关矩阵，读取RRAM器件的阻值，判断当前器件的状态，无法进行对器件的自动化测试。即使有些设备具有一定的自动化测试功能，由于其在编程和擦除条件的限制，无法一次性完成编程或擦除测试，也不能自动提取编程或擦除转变时间参数。这里RRAM器件的结构如图1所示，由上电极、下电极、阻变功能层构成。图2是RRAM器件在直流扫描情况下编程和擦除的变化曲线。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述问题，本发明提供了一种对RRAM存储器脉冲参数进行测试的方法，以方便快速自动的获取存储器件恒定电压幅度的编程速度、擦除速度参数，以及得到编程速度、擦除速度随电压幅度变化规律。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种对RRAM存储器脉冲参数进行测试的方法，该方法包括：判断RRAM器件当前所处的状态，然后在一定电压下根据RRAM器件所处状态产生脉冲宽度L₁=L的擦除脉冲或脉冲宽度H₁=H的编程脉冲对RRAM器件进行擦除或编程操作，在擦除或编程操作后再次判断RRAM所处状态，直至RRAM器件所处状态发生改变，否则产生脉冲宽度L_n=L+(n-1)ΔL的擦除脉冲或脉冲宽度H_n=H+(n-1)ΔH的编程脉冲对RRAM器件进行擦除或编程操作，n为自然数，记录最后使RRAM器件状态发生改变的脉冲宽度L_n或H_n，即得到擦除速度或编程速度。

上述方案中，所述判断RRAM器件当前所处的状态，包括：对RRAM器件加载一个小电压，读出通过RRAM器件的电流，根据读出的电流即可判断RRAM器件当前所处的状态是高阻态还是低阻态。

上述方案中，如果RRAM器件当前所处的状态是高阻态，则在一定电压下，脉冲发生器产生一脉冲宽度L₁=L的擦除脉冲并加载至RRAM器件，然后判断RRAM器件的状态，如果RRAM器件处于高阻态，则脉冲发生器产生一脉冲宽度L₂=L+ΔL的擦除脉冲并加载至RRAM器件，再次判断RRAM器件的状态，如果RRAM器件仍处于高阻态，则脉冲发生器产生一脉冲宽度L₃=L+2ΔL的擦除脉冲并加载至RRAM器件，直至RRAM器件变为低阻态，记录使RRAM器件变为低阻态的脉冲宽度，该脉冲宽度即为擦除速度。该方法还同时记录下全部脉冲宽度。

上述方案中，如果RRAM器件当前所处的状态是低阻态，则在一定电压下，脉冲发生器产生一脉冲宽度H₁＝H的编程脉冲并加载至RRAM器件，然后判断RRAM器件的状态，如果RRAM器件处于低阻态，则脉冲发生器产生一脉冲宽度H₂＝H+ΔH的编程脉冲并加载至RRAM器件，再次判断RRAM器件的状态，如果RRAM器件仍处于低阻态，则脉冲发生器产生一脉冲宽度H₃＝H+2ΔH的编程脉冲并加载至RRAM器件，直至RRAM器件变为高阻态，记录使RRAM器件变为高阻态的脉冲宽度，该脉冲宽度即为编程速度。该方法还同时记录下全部脉冲宽度。