相变存储器电学性能测试与存储性能演示系统研究

发布时间：2020-10-17 13:24

　　 相变存储器是硫系化合物随机存储器,因其具有非易失性、速度快、功耗低、寿命长、与CMOS工艺兼容等优点成为最有可能替代传统存储器的下一代存储器之一。为了推动相变存储器的研究进程,其器件单元的电学和存储性能的表征是非常重要的,本论文主要开展了相变存储器器件单元测试系统和器件阵列演示系统的研制。 本文通过对相变存储器的器件原理、结构、电学性能分析,并综合利用目前现有测试手段,提出了一套相变存储器自动化测试系统的方案,主要包括相变存储器写擦操作与电压脉冲参数关系表征、相变存储器直流电学性能表征、相变存储器疲劳特性表征。整个测试系统由硬件和软件两部分组成。其中硬件主要有脉冲信号发生器、阻抗测试仪、切换盒、数字采集卡、GPIB控制卡构成;软件部分的主要是用VC++对硬件设备进行控制编程,实现了自动化的虚拟仪器的操作界面。 本文通过对自动化测试系统的软硬件原理介绍,提出了利用阻抗匹配原理完善电压脉冲信号的方法,并对脉冲信号的完整性和电阻测试进行了误差分析。结果发现,脉冲信号的脉高、脉宽、下降沿的精度最高可达0.27%、0.05%、1.81%,电阻测试精度最高可达0.004%。根据表征结构分析提出了一套标准测试流程,并利用现有器件单元进行了验证性试验。实验发现相变存储器的阈值电压大约为1.4V:器件RESET脉冲参数脉高范围为2.5-4V,脉宽范围50ns-100ns;器件SET脉冲参数脉高范围为1.5V-2V,脉宽范围200ns-300ns。 同时本文对1T1R新结构器件从测试原理、测试参数、测试方法进行了研究,发现1T1R器件测试时保证脉冲信号对相变存储单元操作的有效性,MOS管工作条件是源极和体端口接地,栅极工作电压为0.9V以上。最后基于LabVIEW的编程环境设计了相应的测试系统。 针对相变存储器阵列结构和相变存储器器件的电学参数,设计了一套可视化存储性能操作的演示系统,整个演示系统主要有解码电路、读出放大电路、控制单片机和可编程器器件电路构成,为相变存储器芯片设计和测试奠定了基础。
【学位单位】：中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TP333
【部分图文】：

Tim6图1.2不同的电脉冲所造成的相变材料温度的变化器元件特性结构极为简单，主要是相变材料的上下之间分别制径，目前最为普遍被采用的结构为T-shaPe结构，相变材料与下电极之间加入加热电极材料层，其好处间的接触面积，可加强加热电极的加热效率并降低的结构下，非晶区将会发生在电流密度最高的区域，的接触区域。

第一章引言压时(Vth)，非晶态的相变材料即会发生崩溃现象而使得高到SET操作所需的电流时，非晶态区域即会有结晶的样地，相变材料在多晶态时会具有较低的阻值，当外加电流时，材料即会有融化的现象。此时若配合足够快的冷RESET到非晶态。除了上述既SET与SET的操作之外，即是读取操作，图中亦显示了CRAM元件的读取区间，的读取电压必须尽量低，以避免元件的状态读取时受到1，.1..1.4住1肠吐叻以

CRAM的ITIR结构图[28]
【引证文献】

相关硕士学位论文 前1条

1 宋凯;氧化锌基阻变器件的构建及其开关特性研究[D];天津理工大学;2012年

本文编号：2844837