[发明专利]一种辐照环境下的阻变存储器伏安特性测试系统

说明书

本发明公开了一种辐照环境下的阻变存储器伏安特性测试系统，包括能够供电的程控电源，程控电源连接微探针测试系统、半导体参数分析仪，微探针测试系统和半导体参数分析仪均连接测试金属探针导体，测试金属探针导体外部分套接多层绝缘结构，两个测试金属探针导体末端均连接在待测阻变存储器上；通过内外两层环氧树脂绝缘层将空间辐射的大量电子阻挡在测量探针之外，两层铜屏蔽层在端部接地，将少部分进入测量探针内部的电子有效导入大地，屏蔽层将全部导线中可能的误差信号消除，使得工作电路中的电压电流信号不发生畸变，最终得出准确的伏安特性曲线，从而正确评估阻变存储器的基本特性。

技术领域

本发明属于电子器件测试设备技术领域，具体涉及一种辐照环境下的阻变存储器伏安特性测试系统。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，存储器在网络安全、航空航天、国防军事、新能源等各个领域的重要性逐渐凸显，并且在大数据、物联网、云计算、人工智能等方面具有极为重要的作用，非易失性存储器因为在掉电以后仍能长期保持其内部存储的状态，因此在半导体技术领域占有关键的地位，其中浮栅结构的闪存(Flash)存储器凭借较高的存储密度和较低的制造成本，占据着非易失存储的主要市场，但是随着全世界存储器市场对非易失性存储器的要求不断提高，更大的容量、更高的速度、更低的功耗成为存储器发展的重要目标。阻变存储器(RRAM)是可以解决传统闪存存储器局限的重要突破之一，阻变存储器与传统闪存相比,具有速度快、尺寸小、耐久性强、低功耗并且易于集成等优点，被广泛认为是最具发展潜力的新型非易失存储技术之一。

航空航天存储器是航天器电子系统的重要组成部分，阻变存储器以其优异的性能成为航空航天存储的可靠备选技术之一。在航天器运行的空间环境中，大量的高能粒子和宇宙射线将会与存储器件相互作用而引起存储器功能异常，导致信号失真等问题，从而影响各类航天器的运行安全，因此，深入分析和研究宇宙辐射环境下阻变存储器的基本工作过程和伏安特性对于阻变存储器在航空航领域内的广泛使用具有重要意义，同时对于降低航天器的事故率，提高航天器的运行可靠性和安全性、延长航天器的使用寿命具有非常重要的作用。

宇宙空间环境下阻变存储器伏安特性曲线的准确获取对于阻变存储器的设计使用、安全分析等方面具有重要的指导意义。目前，主要使用微探针测试平台进行RRAM的伏安特性测量，但是由于测量时微探针暴露于电子辐射环境中，因此导致测量回路的电流发生变化而导致伏安特性测量失真，对于测试结果具有严重的影响，成为RRAM基础测试和研究的一个瓶颈问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种辐照环境下的阻变存储器伏安特性测试系统，能够克服辐射环境中高能电子对于阻变存储器伏安特性测试时造成外界干扰的技术问题，进而提高存储器伏安特性曲线的测量精度。

本发明所采用的技术方案是，一种辐照环境下的阻变存储器伏安特性测试系统，包括能够供电的程控电源，程控电源连接微探针测试系统、半导体参数分析仪，微探针测试系统和半导体参数分析仪均连接测试金属探针导体，测试金属探针导体外部分套接多层绝缘结构，两个测试金属探针导体末端均连接在待测阻变存储器上。

多层绝缘结构包括套接在测试金属探针导体外的内环氧树脂绝缘层，内环氧树脂绝缘层外依次套接内金属铜屏蔽层、外环氧树脂绝缘层和外金属铜屏蔽层，内金属铜屏蔽层外壁接地。

测试金属探针导体的材质为金属铜，金属铜外表面镀金膜。

内环氧树脂绝缘层、外环氧树脂绝缘层由环氧树脂绝缘经真空浸渍制备。

内金属铜屏蔽层、外金属铜屏蔽层是由金属铜经过磁控溅射制备。

微探针测试系统包括支撑底座，支撑底座上通过支撑杆连接支撑平板，支撑平板上开设U型槽，支撑底座上位于U型槽正下方固定连接升降台，升降台上固定连接测量卡盘，支撑平板上位于U型槽两侧分别连接一个能够导电的探针固定装置，其中一个探针固定装置一端通过导线连接程控电源，另一端连接测试金属探针导体，另一个探针固定装置一端通过导线连接半导体参数分析仪，另一端连接另一个测试金属探针导体。