相變存儲器--非易失性計算機存儲器技術(shù)

　　圖3. 產(chǎn)生RI曲線(xiàn)的脈沖序列。

　　較高的紅色脈沖是RESET脈沖。較矮的紅色脈沖是SET脈沖。較矮的長(cháng)方形脈沖是電阻(R)測量。

　　圖4. I-V電流電壓掃描的例子

　　·I-V(電流-電壓)曲線(xiàn)——這里，對之前處于RESET狀態(tài)到其高電阻狀態(tài)的DUT施加的電壓從低到高進(jìn)行掃描(如圖4所示)。在存在負載電阻的情況下，從高電阻態(tài)到低電阻態(tài)進(jìn)行的這種動(dòng)態(tài)轉換將產(chǎn)生一條RI特征曲線(xiàn)，其中帶有回折(snapback)，即負電阻區域?；卣郾旧聿⒉皇荘CM或者PCM測試的特征，而是R負載技術(shù)的副作用，人們很久以前就采用這種技術(shù)來(lái)獲取RI和I-V曲線(xiàn)。

　　在標準R負載測量技術(shù)中(如圖5所示)，一個(gè)電阻與DUT串聯(lián)，通過(guò)測量負載電阻上的電壓就可以測出流過(guò)DUT的電流。采用有源、高阻抗探針和示波器記錄負載電阻上的電壓。流過(guò)DUT的電流等于施加的電壓(VAPPLIED)減去器件上的電壓(VDEV)，再除以負載電阻。負載電阻的大小范圍通常從1千歐到3千歐。這種技術(shù)采用了一種折衷：如果負載電阻太高，RC效應以及電壓在R負載和DUT上的分配將會(huì )限制這種技術(shù)的性能;但是，如果電阻值太小，它會(huì )影響電流的分辨率。

　　圖5. 標準R負載技術(shù)

　　最近，我們研究出了一種新的不需要負載電阻的限流技術(shù)。通過(guò)緊密控制電流源的大小，可以對于RI曲線(xiàn)中的低電流進(jìn)行更精確的特征分析。這種新技術(shù)(如圖6所示)能夠通過(guò)一次脈沖掃描同時(shí)獲得I-V和RI曲線(xiàn)，其中采用了高速脈沖源和測量?jì)x器，即雙通道的4225-PMU超快I-V模塊。這種新模塊能夠提供電壓源，同時(shí)以較高的精度測量電壓和電流響應，上升和下降時(shí)間短至20ns?！　∪サ糌撦d電阻也就消除了回折的副作用。4225-PMU模塊以及用于擴展其靈敏度的4225-RPM遠程放大器/開(kāi)關(guān)(如圖7所示)可用于4200-SCS型半導體特征分析系統，其不僅具有對PCM器件進(jìn)行特征分析所必需的測量功能，而且能夠自動(dòng)實(shí)現整個(gè)測試過(guò)程。

　　圖6. 采用4225-PMU的限流技術(shù)

　　圖7. 4225-PMU超快I-V模塊和兩個(gè)4225-RPM遠程放大器/開(kāi)關(guān)，適用于吉時(shí)利4200-SCS型特征分析系統。

　　結語(yǔ)：

　　在業(yè)界尋求更可靠存儲器件時(shí)，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中能夠對這些新器件進(jìn)行快速而精確的特征分析變得越來(lái)越重要。目前正在研發(fā)的新工具和技術(shù)對于實(shí)現這一目標非常關(guān)鍵。