相變存儲器--非易失性計算機(jī)存儲器技術(shù)介紹

　　圖3. 產(chǎn)生RI曲線的脈沖序列。

　　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——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(fù)載電阻的情況下，從高電阻態(tài)到低電阻態(tài)進(jìn)行的這種動態(tài)轉(zhuǎn)換將產(chǎn)生一條RI特征曲線，其中帶有回折(snapback)，即負(fù)電阻區(qū)域。回折本身并不是PCM或者PCM測試的特征，而是R負(fù)載技術(shù)的副作用，人們很久以前就采用這種技術(shù)來獲取RI和I-V曲線。

　　在標(biāo)準(zhǔn)R負(fù)載測量技術(shù)中(如圖5所示)，一個電阻與DUT串聯(lián)，通過測量負(fù)載電阻上的電壓就可以測出流過DUT的電流。采用有源、高阻抗探針和示波器記錄負(fù)載電阻上的電壓。流過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(fù)載電阻。負(fù)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(fù)載電阻太高，RC效應(yīng)以及電壓在R負(fù)載和DUT上的分配將會限制這種技術(shù)的性能;但是，如果電阻值太小，它會影響電流的分辨率。

　　圖5. 標(biāo)準(zhǔn)R負(fù)載技術(shù)

　　最近，我們研究出了一種新的不需要負(fù)載電阻的限流技術(shù)。通過緊密控制電流源的大小，可以對于RI曲線中的低電流進(jìn)行更精確的特征分析。這種新技術(shù)(如圖6所示)能夠通過一次脈沖掃描同時獲得I-V和RI曲線，其中采用了高速脈沖源和測量儀器，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，同時以較高的精度測量電壓和電流響應(yīng)，上升和下降時間短至20ns。　　去掉負(fù)載電阻也就消除了回折的副作用。4225-PMU模塊以及用于擴(kuò)展其靈敏度的4225-RPM遠(yuǎn)程放大器/開關(guān)(如圖7所示)可用于4200-SCS型半導(dǎo)體特征分析系統(tǒng)，其不僅具有對PCM器件進(jìn)行特征分析所必需的測量功能，而且能夠自動實(shí)現(xiàn)整個測試過程。

　　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4225-RPM遠(yuǎn)程放大器/開關(guān)，適用于吉時利4200-SCS型特征分析系統(tǒng)。

　　結(jié)語：

　　在業(yè)界尋求更可靠存儲器件時，在開發(fā)過程中能夠?qū)@些新器件進(jìn)行快速而精確的特征分析變得越來越重要。目前正在研發(fā)的新工具和技術(shù)對于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)非常關(guān)鍵。