專(zhuān)利名稱(chēng)：一種相變存儲(chǔ)器單元高速擦寫(xiě)測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種相變存儲(chǔ)器單元的高速擦寫(xiě)測(cè)試系統(tǒng)，屬于半導(dǎo)體測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
相變存儲(chǔ)器是一種基于硫系化合物的非易失性固態(tài)存儲(chǔ)器。Ovshinsky在1968年發(fā)表了第一篇關(guān)于硫系化合物在電流作用下具有發(fā)生可逆相轉(zhuǎn)變的特性的文章，這一發(fā)現(xiàn)激發(fā)了人們利用硫系化合物制造非易失性固態(tài)存儲(chǔ)器的靈感。硫系化合物在多晶態(tài)和非晶態(tài)具有不同的電導(dǎo)率，充分晶化后其電導(dǎo)率可以達(dá)非晶態(tài)電導(dǎo)率的1萬(wàn)倍以上。一般來(lái)說(shuō)我們可以把硫系化合物的多晶態(tài)代表數(shù)字“1”，非晶態(tài)代表數(shù)字“0”，這樣就實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)“0”和“ 1，，的存儲(chǔ)。相變存儲(chǔ)器存儲(chǔ)狀態(tài)的改變可以通過(guò)施加適當(dāng)?shù)碾娒}沖(電壓或電流)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)要使材料發(fā)生從多晶態(tài)(“1”)到非晶態(tài)(“0”)的轉(zhuǎn)變(RESET)時(shí)，可以通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)單元施加一個(gè)幅度較高，持續(xù)時(shí)間較短，下降沿陡峭的電脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣做的目的是使材料的溫度在脈沖作用過(guò)程中上升到材料的熔點(diǎn)以上，然后快速冷卻，最終使得材料停留在非晶態(tài)(“0”)。反過(guò)來(lái)要實(shí)現(xiàn)材料從非晶態(tài) (“0”)到多晶態(tài)(“1”)的轉(zhuǎn)換(SET)可以對(duì)存儲(chǔ)單元施加一個(gè)幅度中等，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)， 下降沿較緩的電脈沖，此操作的作用是使材料的溫度在脈沖作用過(guò)程中上升到結(jié)晶溫度以上，熔點(diǎn)以下，然后相對(duì)緩慢的冷卻，最終使材料停留在多晶態(tài)(“1”)。隨著各種電子設(shè)備工作速度的不斷提高，存儲(chǔ)器的擦寫(xiě)速度成為了制約系統(tǒng)工作速度繼續(xù)提高的瓶頸。擦寫(xiě)速度快是相變存儲(chǔ)器相對(duì)于閃存(Flash drive)的一大優(yōu)點(diǎn)， 閃存的擦寫(xiě)時(shí)間為微秒級(jí)，相變存儲(chǔ)器的擦寫(xiě)時(shí)間的典型范圍為10nS-500nS，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件后，其擦寫(xiě)時(shí)間可以小于10納秒。目前制約相變存儲(chǔ)器大規(guī)模應(yīng)用的一個(gè)技術(shù)上的約束是處于活動(dòng)狀態(tài)的單元會(huì)傳導(dǎo)熱量給相鄰的單元，相鄰的單元的存儲(chǔ)狀態(tài)會(huì)收到擾動(dòng)，這就必須給相鄰的單元留有充分的安全距離，因而單元陣列的集成度會(huì)受到影響，而在使用很短的擦寫(xiě)脈沖時(shí)，由于脈沖作用時(shí)間短，熱量累積也較少，處于活動(dòng)狀態(tài)的單元對(duì)鄰近單元造成的擾動(dòng)會(huì)大大降低，可以顯著提升單元陣列的集成度。傳統(tǒng)的相變存儲(chǔ)器單元擦寫(xiě)特性測(cè)試方案的信號(hào)源帶寬、傳輸通道帶寬不能滿(mǎn)足高速脈沖信號(hào)的產(chǎn)生和傳輸要求，無(wú)法對(duì)單元實(shí)現(xiàn)高速脈沖擦寫(xiě)(如IOns以?xún)?nèi)的短電壓脈沖)?；谏鲜隹紤]，本發(fā)明擬提出一套相變存儲(chǔ)器單元高速擦寫(xiě)測(cè)試系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種相變存儲(chǔ)器單速擦寫(xiě)測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有帶寬高和損耗低的優(yōu)
點(diǎn)ο本發(fā)明提供的一種相變存儲(chǔ)器單元擦寫(xiě)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括皮秒脈沖發(fā)生器、半導(dǎo)體特性測(cè)試儀、數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器、有源探頭和測(cè)試電路板；半導(dǎo)體特性測(cè)試儀包含內(nèi)置的計(jì)算機(jī)、脈沖發(fā)生器和源測(cè)量單元，以及外置的偏置器，計(jì)算機(jī)對(duì)脈沖發(fā)生器和源測(cè)量單元進(jìn)行控制，脈沖發(fā)生器和源測(cè)量單元分別通過(guò)同軸電纜與偏置器連接；測(cè)試電路板包含選址開(kāi)關(guān)陣列、編碼電路、譯碼電路、驅(qū)動(dòng)電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路、單刀單擲舌簧繼電器、單刀雙擲舌簧繼電器、行單刀單擲舌簧繼電器組、列單刀單擲舌簧繼電器組和雙列直插芯片測(cè)試座；選址開(kāi)關(guān)陣列、編碼電路、譯碼電路和驅(qū)動(dòng)電路依次連接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路輸出與驅(qū)動(dòng)電路相連，驅(qū)動(dòng)電路輸出分別與單刀單擲舌簧繼電器、單刀雙擲舌簧繼電器、行單刀單擲舌簧繼電器組和列單刀單擲舌簧繼電器組相連；有源探頭安裝在數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器上，半導(dǎo)體特性測(cè)試儀、皮秒脈沖發(fā)生器和數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器通過(guò)GPIB電纜相連，內(nèi)置計(jì)算機(jī)控制皮秒脈沖發(fā)生器和數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器，內(nèi)置計(jì)算機(jī)控制皮秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)電壓脈沖，此脈沖用于對(duì)待測(cè)單元進(jìn)行寫(xiě)或擦；皮秒脈沖發(fā)生器脈沖輸出端口和觸發(fā)信號(hào)輸出端口分別通過(guò)同軸電纜與測(cè)試電路板上高速脈沖輸入端口和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路輸入端口連接；單刀雙擲舌簧繼電器的兩個(gè)輸入端通過(guò)微帶線(xiàn)分別與測(cè)試電路板上的高速脈沖輸入端口和低頻信號(hào)輸入端口相連，其輸出端通過(guò)微帶線(xiàn)與行單刀單擲繼電器組相連，行單刀單擲舌簧繼電器組通過(guò)微帶線(xiàn)連接到雙列直插芯片測(cè)試座對(duì)應(yīng)管腳，雙列直插芯片測(cè)試座一部分引腳通過(guò)微帶線(xiàn)與列單刀單擲繼電器組連接。上述技術(shù)方案中，也可以采用射頻探針臺(tái)代替測(cè)試電路板。本發(fā)明系統(tǒng)中的皮秒脈沖發(fā)生器可以產(chǎn)生脈沖寬度極窄的電壓脈沖，整個(gè)系統(tǒng)帶寬高，半導(dǎo)體特性測(cè)試儀內(nèi)置計(jì)算機(jī)可以控制皮秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖寬度在0. 2ns-10ns 間的準(zhǔn)連續(xù)脈沖序列，因此系統(tǒng)可以通過(guò)改變擦寫(xiě)脈沖寬度掃描測(cè)量相變存儲(chǔ)器單元陣列的高速擦寫(xiě)脈沖寬度范圍?？傊?，本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)可以對(duì)相變存儲(chǔ)器單元陣列進(jìn)行高速擦寫(xiě)測(cè)試，它具有帶寬高、損耗低的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)在待測(cè)單元上加載最窄0. 2ns的高速電壓脈沖，可以通過(guò)半導(dǎo)體特性測(cè)試儀內(nèi)置計(jì)算機(jī)設(shè)置擦寫(xiě)脈沖的幅度和要掃描的脈沖寬度范圍，適合測(cè)試相變存儲(chǔ)器單元陣列在超短電壓脈沖作用下的擦寫(xiě)脈沖寬度。


圖1是本發(fā)明提供的測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明所適用的相變存儲(chǔ)器單元的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明中測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試程序流程圖。圖4是測(cè)試系統(tǒng)中高速數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器實(shí)時(shí)捕獲到的單元上的電壓脈沖波形結(jié)果，脈沖寬度為0. 2ns。圖中1. GPIB連接電纜，2.皮秒脈沖發(fā)生器，3.半導(dǎo)體特性測(cè)試儀，4.內(nèi)置計(jì)算機(jī)， 5.內(nèi)置脈沖發(fā)生器，6.內(nèi)置SMU(源測(cè)量單元)，7.偏置器，8.數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器，9.有源探頭，10.測(cè)試電路板，11.選址開(kāi)關(guān)陣列，12.編碼電路，13.譯碼電路，14.驅(qū)動(dòng)電路， 15.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路，16. SPST (單刀單擲)舌簧繼電器，17. SPDT (單刀雙擲)舌簧繼電器，18.行SPST舌簧繼電器組，19.DIP(雙列直插)芯片測(cè)試座，20.樣品，21.列SPST舌簧繼電器組，22.單元上電極，23.單元絕熱層，24.單元相變材料層，25.單元下電極
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明提供的相變存儲(chǔ)器高速擦寫(xiě)測(cè)試系統(tǒng)包括皮秒脈沖發(fā)生器2、 半導(dǎo)體特性測(cè)試儀3、數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器8、有源探頭9和測(cè)試電路板10，測(cè)試電路板10 也可以使用射頻探針臺(tái)代替。半導(dǎo)體特性測(cè)試儀3包含內(nèi)置的計(jì)算機(jī)4、脈沖發(fā)生器5和SMU6，以及外置的偏置器7，計(jì)算機(jī)4對(duì)脈沖發(fā)生器5和SMU6進(jìn)行控制，脈沖發(fā)生器5和SMU6分別通過(guò)同軸電纜與偏置器7連接。測(cè)試電路板10包含選址開(kāi)關(guān)陣列11、編碼電路12、譯碼電路13、驅(qū)動(dòng)電路14、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路15、SPST舌簧繼電器16、SPDT舌簧繼電器17、行SPST舌簧繼電器組18、 列SPST舌簧繼電器組21和DIP芯片測(cè)試座19。選址開(kāi)關(guān)陣列11、編碼電路12、譯碼電路13和驅(qū)動(dòng)電路14依次連接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路15輸出與驅(qū)動(dòng)電路14相連，驅(qū)動(dòng)電路14輸出分別與SPST舌簧繼電器16、SPDT 舌簧繼電器17、行SPST舌簧繼電器組18和列SPST舌簧繼電器組21相連。有源探頭9安裝在數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器8上，半導(dǎo)體特性測(cè)試儀3、皮秒脈沖發(fā)生器2和數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器8通過(guò)GPIB電纜1相連，半導(dǎo)體特性測(cè)試儀內(nèi)置計(jì)算機(jī)4控制皮秒脈沖發(fā)生器2、數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器8，皮秒脈沖發(fā)生器脈沖輸出端口和觸發(fā)信號(hào)輸出端口分別通過(guò)同軸電纜與測(cè)試電路板上高速脈沖輸入端口和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路輸入端口連接。SPDT舌簧繼電器17的兩個(gè)輸入端通過(guò)微帶線(xiàn)分別與測(cè)試電路板10上的高速脈沖輸入端口和低頻信號(hào)輸入端口相連，其輸出端通過(guò)微帶線(xiàn)與行SPST繼電器組18相連，行 SPST舌簧繼電器組18通過(guò)微帶線(xiàn)連接到DIP芯片測(cè)試座19對(duì)應(yīng)管腳，DIP芯片測(cè)試座19 一部分引腳通過(guò)微帶線(xiàn)與列SPST繼電器組21連接。系統(tǒng)的工作過(guò)程為先將樣品安裝在DIP芯片測(cè)試座19上，通過(guò)按下選址開(kāi)關(guān)陣列11中的某個(gè)行開(kāi)關(guān)和列開(kāi)關(guān)提供待測(cè)單元的行列地址信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)編碼電路12編碼， 編碼電路12再將編碼后的地址信息傳遞給譯碼電路13進(jìn)行解碼，譯碼電路13將解碼后的待測(cè)單元地址信息傳遞給驅(qū)動(dòng)電路14，驅(qū)動(dòng)電路14根據(jù)收到的地址信號(hào)閉合行SPST舌簧繼電器組18和列SPST舌簧繼電器組21中對(duì)應(yīng)的繼電器，此時(shí)待測(cè)單元處于選通狀態(tài)；默認(rèn)情況下，SPDT舌簧繼電器17處于復(fù)位狀態(tài)，SPST舌簧繼電器16處于閉合狀態(tài)，此時(shí)皮秒脈沖發(fā)生器2的脈沖輸出端口通過(guò)SPDT舌簧繼電器17被接入測(cè)試電路，數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器8和有源探頭通過(guò)SPST舌簧繼電器16被接入測(cè)試電路，內(nèi)置計(jì)算機(jī)4控制皮秒脈沖發(fā)生器2產(chǎn)生一個(gè)電壓脈沖，此脈沖對(duì)待測(cè)單元進(jìn)行寫(xiě)或擦，擦寫(xiě)脈沖被數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器8通過(guò)有源探頭9捕獲，得到待測(cè)單元上實(shí)際接收到的脈沖波形數(shù)據(jù)，在產(chǎn)生擦寫(xiě)脈沖的同時(shí)皮秒脈沖發(fā)生器2產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)脈沖信號(hào)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路15在接收到此觸發(fā)脈沖信號(hào)后開(kāi)啟第一段預(yù)定的延時(shí)，在此時(shí)間內(nèi)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路15輸出電平保持不變， 延時(shí)結(jié)束后，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路15輸出電平翻轉(zhuǎn)并開(kāi)啟第二段預(yù)定的延時(shí)，在第二段延時(shí)時(shí)間內(nèi)輸出電平保持不變，電平翻轉(zhuǎn)的同時(shí)SPDT舌簧繼電器17進(jìn)入置位狀態(tài)，同時(shí)SPST 舌簧繼電器16斷開(kāi)，此時(shí)皮秒脈沖發(fā)生器2、數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器8和有源探頭9從測(cè)試電路中去除，而偏置器7的輸出通過(guò)SPDT舌簧繼電器17被接入測(cè)試電路，內(nèi)置SMU6對(duì)待測(cè)單元進(jìn)行電阻測(cè)量操作，延時(shí)時(shí)間結(jié)束后，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路15輸出電平翻轉(zhuǎn)，此時(shí)SPDT舌簧繼電器17回到復(fù)位狀態(tài)，同時(shí)SPST舌簧繼電器16閉合，等待下一個(gè)擦寫(xiě)脈沖信號(hào)的到來(lái)。若使用射頻探針臺(tái)代替測(cè)試電路板10，則可以將皮秒脈沖發(fā)生器2脈沖輸出端和數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器8輸入端口通過(guò)射頻探針連接到待測(cè)單元兩端，半導(dǎo)體特性測(cè)試儀3 外置的偏置器7的輸出端則通過(guò)直流探針連接到待測(cè)單元上，對(duì)待測(cè)單元進(jìn)行選址可以通過(guò)移動(dòng)探針座到相應(yīng)的單元處實(shí)現(xiàn)。上述測(cè)試系統(tǒng)可適用于多種相變存儲(chǔ)器單元的高速擦寫(xiě)測(cè)試，圖2列舉了其中一種相變存儲(chǔ)器單元的結(jié)構(gòu)，它包括單元上電極22，單元絕熱層23，單元相變材料層24，以及單元下電極25。測(cè)試程序運(yùn)行于半導(dǎo)體特性測(cè)試儀內(nèi)置計(jì)算機(jī)4上。如圖3所示，測(cè)試系統(tǒng)的流程描述如下1)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，定義變量ResO、num、Rratio, PulseAmpl等并賦初值；Rratio 表示預(yù)設(shè)的單元非晶態(tài)電阻值與初始晶態(tài)電阻值的比，一般取Rratio = 10，PulseAmpl是預(yù)設(shè)的脈沖序列的幅度值，取值在0-7. 5V間。2)定義并初始化存儲(chǔ)脈沖序列寬度數(shù)組tw[n]、晶態(tài)電阻值存儲(chǔ)數(shù)組I srt[n]和非晶態(tài)電阻值存儲(chǔ)數(shù)組；3)測(cè)量待測(cè)單元的初始直流電阻ResO ；4)設(shè)定RESET脈沖序列的寬度初始值、結(jié)束值和步長(zhǎng)；5)計(jì)算脈沖序列的數(shù)目num，定義循環(huán)控制變量i，令i = 0 ；6)計(jì)算脈沖寬度值tw[i]，將結(jié)果發(fā)送給皮秒脈沖發(fā)生器；7)皮秒脈沖發(fā)生器觸發(fā)產(chǎn)生一個(gè)RESET脈沖；8)延時(shí) tl ；9)測(cè)量待測(cè)單元的直流電阻R_et[i]；10)延時(shí) t2 ；11)判斷Rreset[i]是否大于Rrati。*ResO，若是，執(zhí)行第12)步驟，若否則執(zhí)行13)步驟；12)施加一個(gè)SET脈沖；13)延時(shí) t3 ；14)測(cè)量待測(cè)單元的直流電阻Rsrt [i]；15)導(dǎo)出數(shù)據(jù) tw[i]、Rreset [i]和 Rset [i]；16)延時(shí) t4 ；17)判斷i是否小于num，若是，令i = i+Ι，然后程序跳轉(zhuǎn)到步驟6)，若否，執(zhí)行步驟 18)；18)繪制電阻-脈沖寬度曲線(xiàn)；具體測(cè)試過(guò)程為將封裝好的樣品安裝在DIP芯片測(cè)試座上，選擇待測(cè)試單元，啟動(dòng)測(cè)試程序，程序結(jié)束后保存結(jié)果，選擇下一個(gè)待測(cè)試單元，重復(fù)操作。實(shí)例1 皮秒脈沖發(fā)生器2由美國(guó)皮秒脈沖實(shí)驗(yàn)室公司(Picosecond pulse labs)生產(chǎn)， 型號(hào)為10070A，產(chǎn)生的脈沖信號(hào)主要規(guī)格為脈沖幅度范圍在-7. 5V和7. 5V間，脈沖寬度范圍為0. Ins-lOns，步進(jìn)為0. 1ns，脈沖上升沿典型值為40ps，脈沖下降沿典型值為SOps ； 半導(dǎo)體特性測(cè)試儀3由美國(guó)吉時(shí)力公司生產(chǎn)，型號(hào)為4200-SCS，它由內(nèi)置計(jì)算機(jī)4、內(nèi)置脈沖發(fā)生器5、內(nèi)置SMU6等組成，SMU6提供的激勵(lì)電流范圍為50aA-105mA，激勵(lì)電壓范圍為 5yV-210V,電流測(cè)量范圍為10aA-105mA，電壓測(cè)量范圍為1 μ V-210V，內(nèi)置脈沖發(fā)生器5 的規(guī)格為脈沖幅度范圍在-20V和20V之間，脈沖寬度在IOns-Is之間，脈沖上升沿和下降沿范圍為IOns-Is ；數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器8由美國(guó)泰克(Tektronix)公司生產(chǎn)，型號(hào)為 DP070604, -3dB帶寬為6GHz，最大等效實(shí)時(shí)取樣率為25(}S/S，有源探針9型號(hào)是P7^0，直流輸入電阻為20k Ω，針尖輸入電容小于0. 5pF，-3dB帶寬為6GHz ；測(cè)試電路板10基材為 FR-4，銅箔層數(shù)為4層，厚度是Imm ；SPST舌簧繼電器16、行SPST舌簧繼電器18組和列SPST 舌簧繼電器組21型號(hào)為德國(guó)Meder公司生產(chǎn)，_3dB帶寬為7GHz ；SPDT舌簧繼電器17為日本歐姆龍(Omron)公司生產(chǎn)的G6Z-1F-A，標(biāo)稱(chēng)帶寬為3GHz ；-3dB帶寬為7GHz ；DIP芯片測(cè)試座19引腳數(shù)為M ；選址開(kāi)關(guān)陣列11、編碼電路12、譯碼電路13和驅(qū)動(dòng)電路14構(gòu)成選址電路，用來(lái)對(duì)樣品進(jìn)行選址；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路15和驅(qū)動(dòng)電路14按照預(yù)定的時(shí)序關(guān)系控制SPDT舌簧繼電器17在皮秒脈沖發(fā)生器脈沖2輸出端口和偏置器7輸出端口間進(jìn)行通道選擇，分時(shí)將脈沖和直流測(cè)量信號(hào)接入到測(cè)試電路板10上；若使用射頻探針臺(tái)代替測(cè)試電路板10，可以用于此系統(tǒng)的一種射頻探針臺(tái)型號(hào)為Cascade S300。待測(cè)相變存儲(chǔ)器單元的結(jié)構(gòu)如圖2所示，它由上電極層(TiW) 22、絕緣層(SiO2) 23、相變層(Ge2Sb2Te5) M和下電極層(TiW) 25組成，單元采用T型結(jié)構(gòu)，圓孔內(nèi)區(qū)域?yàn)橄嘧兓顒?dòng)區(qū)。在測(cè)試程序執(zhí)行時(shí)，程序控制皮秒脈沖發(fā)生器2的脈沖輸出端口發(fā)出一個(gè)RESET 脈沖，與此同時(shí)皮秒脈沖發(fā)生器2的觸發(fā)信號(hào)輸出端口輸出一個(gè)觸發(fā)脈沖，此脈沖觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路15控制測(cè)試電路板上的SPDT舌簧繼電器繼電器17在高速脈沖通道和低頻信號(hào)通道間切換，以交替?zhèn)鬏敻咚倜}沖信號(hào)和直流測(cè)量信號(hào)，在收到觸發(fā)信號(hào)后，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路15有兩次動(dòng)作，先是在觸發(fā)信號(hào)到來(lái)之后100ms，輸出變?yōu)榈碗娖?，然后保持輸出為低電?00ms，輸出再變回高電平。在程序體內(nèi)要對(duì)時(shí)序進(jìn)行控制，參考如圖3所示程序流程圖，時(shí)序可以通過(guò)設(shè)定延時(shí)時(shí)間來(lái)控制，相應(yīng)的延時(shí)時(shí)間分別為tl = 120ms、t2 =10ms、t3 = 60ms和t4 = 810ms，執(zhí)行一次完整操作的總延時(shí)為Is。測(cè)試電路板10在測(cè)試過(guò)程中有如下動(dòng)作在高速脈沖觸發(fā)之前500ms時(shí)，SPDT舌簧繼電器17回到復(fù)位狀態(tài)， 準(zhǔn)備接收下一個(gè)高速脈沖，在高速脈沖作用完后延時(shí)100ms，SPDT舌簧繼電器17變成置位狀態(tài)并維持此狀態(tài)400ms，在此期間SMU6測(cè)量待測(cè)單元的直流電阻，同時(shí)在滿(mǎn)足條件時(shí)對(duì)待測(cè)單元進(jìn)行SET操作。實(shí)例2 測(cè)試系統(tǒng)配置與實(shí)施例1中相同，不同之處在于此實(shí)例的目的是尋找待測(cè)單元的高速SET脈沖寬度參數(shù)范圍，為此只需將如圖3測(cè)試程序流程圖中的參數(shù)數(shù)組[η]， Rset[η]交換一下位置，并改為判定RMsrt[i]是否小于RMti。*ResO，若結(jié)果為真則執(zhí)行一次 RESET操作。以上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，但本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實(shí)施例和附圖所公開(kāi)的內(nèi)容。所以凡是不脫離本發(fā)明所公開(kāi)的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種相變存儲(chǔ)器單元擦寫(xiě)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括皮秒脈沖發(fā)生器O)、 半導(dǎo)體特性測(cè)試儀(3)、數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器(8)、有源探頭(9)和測(cè)試電路板(10)；半導(dǎo)體特性測(cè)試儀C3)包含內(nèi)置的計(jì)算機(jī)G)、脈沖發(fā)生器( 和源測(cè)量單元(6)，以及外置的偏置器(7)，計(jì)算機(jī)(4)對(duì)脈沖發(fā)生器( 和源測(cè)量單元(6)進(jìn)行控制，脈沖發(fā)生器( 和源測(cè)量單元(6)分別通過(guò)同軸電纜與偏置器(7)連接；測(cè)試電路板(10)包含選址開(kāi)關(guān)陣列(11)、編碼電路(12)、譯碼電路(13)、驅(qū)動(dòng)電路 (14)、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路(15)、單刀單擲舌簧繼電器(16)、單刀雙擲舌簧繼電器(17)、 行單刀單擲舌簧繼電器組(18)、列單刀單擲舌簧繼電器組和雙列直插芯片測(cè)試座 (19)；選址開(kāi)關(guān)陣列(11)、編碼電路(12)、譯碼電路(13)和驅(qū)動(dòng)電路(14)依次連接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路(1 輸出與驅(qū)動(dòng)電路(14)相連，驅(qū)動(dòng)電路(14)輸出分別與單刀單擲舌簧繼電器(16)、單刀雙擲舌簧繼電器(17)、行單刀單擲舌簧繼電器組(18)和列單刀單擲舌簧繼電器組相連；有源探頭(9)安裝在數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器(8)上，半導(dǎo)體特性測(cè)試儀(3)、皮秒脈沖發(fā)生器( 和數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器(8)通過(guò)GPIB電纜(1)相連，內(nèi)置計(jì)算機(jī)(4)控制皮秒脈沖發(fā)生器( 和數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器(8)，內(nèi)置計(jì)算機(jī)(4)控制皮秒脈沖發(fā)生器( 產(chǎn)生一個(gè)電壓脈沖，此脈沖用于對(duì)待測(cè)單元進(jìn)行寫(xiě)或擦；皮秒脈沖發(fā)生器脈沖輸出端口和觸發(fā)信號(hào)輸出端口分別通過(guò)同軸電纜與測(cè)試電路板上高速脈沖輸入端口和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路輸入端口連接；單刀雙擲舌簧繼電器(17)的兩個(gè)輸入端通過(guò)微帶線(xiàn)分別與測(cè)試電路板(10)上的高速脈沖輸入端口和低頻信號(hào)輸入端口相連，其輸出端通過(guò)微帶線(xiàn)與行單刀單擲繼電器組(18) 相連，行單刀單擲舌簧繼電器組(18)通過(guò)微帶線(xiàn)連接到雙列直插芯片測(cè)試座(19)對(duì)應(yīng)管腳，雙列直插芯片測(cè)試座(19) 一部分引腳通過(guò)微帶線(xiàn)與列單刀單擲繼電器組連接。
2.—種相變存儲(chǔ)器單元擦寫(xiě)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括皮秒脈沖發(fā)生器O)、 半導(dǎo)體特性測(cè)試儀(3)、數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器(8)、有源探頭(9)和射頻探針臺(tái)；半導(dǎo)體特性測(cè)試儀C3)包含內(nèi)置的計(jì)算機(jī)G)、脈沖發(fā)生器( 和源測(cè)量單元(6)，以及外置的偏置器(7)，計(jì)算機(jī)(4)對(duì)脈沖發(fā)生器( 和源測(cè)量單元(6)進(jìn)行控制，脈沖發(fā)生器( 和源測(cè)量單元(6)分別通過(guò)同軸電纜與偏置器(7)連接；有源探頭(9)安裝在數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器(8)上，半導(dǎo)體特性測(cè)試儀(3)、皮秒脈沖發(fā)生器( 和數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器(8)通過(guò)GPIB電纜(1)相連，半導(dǎo)體特性測(cè)試儀內(nèi)置計(jì)算機(jī)⑷控制皮秒脈沖發(fā)生器O)、數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器⑶；內(nèi)置計(jì)算機(jī)⑷控制皮秒脈沖發(fā)生器( 產(chǎn)生一個(gè)電壓脈沖，此脈沖用于對(duì)待測(cè)單元進(jìn)行寫(xiě)或擦；皮秒脈沖發(fā)生器( 脈沖輸出端和數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器(8)輸入端口通過(guò)射頻探針連接到待測(cè)單元兩端，半導(dǎo)體特性測(cè)試儀C3)外置的偏置器(7)的輸出端則通過(guò)直流探針連接到待測(cè)單元上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種相變存儲(chǔ)器單元高速擦寫(xiě)測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括皮秒脈沖發(fā)生器、半導(dǎo)體特性測(cè)試儀、數(shù)字實(shí)時(shí)取樣示波器、有源探頭和測(cè)試電路板；也可以采用射頻探針臺(tái)代替測(cè)試電路板。皮秒脈沖發(fā)生器可以產(chǎn)生脈沖寬度極窄的電壓脈沖，整個(gè)系統(tǒng)帶寬高，測(cè)試程序可以控制皮秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖寬度在0.2ns-10ns間的準(zhǔn)連續(xù)脈沖序列，因此系統(tǒng)可以通過(guò)改變擦寫(xiě)脈沖寬度掃描測(cè)量相變存儲(chǔ)器單元陣列的高速擦寫(xiě)脈沖寬度范圍。總之，本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)可以對(duì)相變存儲(chǔ)器單元陣列進(jìn)行高速擦寫(xiě)測(cè)試，它具有帶寬高、損耗低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G11C29/56GK102568614SQ20121000101
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者李震, 繆向水, 黃冬其 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)