[发明专利]一种对阻变存储器阵列进行测试的系统

说明书

技术领域

本发明涉及微电子学中的半导体测试技术领域，尤其是一种对具有如CrossBar、1T1R结构的新型阻变存储器阵列进行测试的系统。

背景技术

大容量存储时代的来临，使得存储技术已经成为了半导体工艺进步的主要驱动力并左右了全球的半导体市场。半导体存储器产品在我国也具有不可替代的地位，占据了整个集成电路工业的最大市场份额。

阻变存储器作为一种采用非电荷存储机制的存储器在32nm工艺节点以下将有很大的发展空间，而设计满足大规模生产和应用需求的阻变存储器阵列则显得极为关键，同时如何针对阻变存储器阵列进行测试也是需要不断研究和探索的问题。

现在市场上针对阻变存储器阵列进行测试的阵列测试机价格昂贵，而且没有专门针对研制的具有特殊结构的新型阻变存储器阵列的综合测试方法，所面临的主要技术问题有：如何满足新型存储技术从材料、器件到阵列的多功能综合测试的需求；如何在软硬件控制中将设计软件嵌入到系统中完成存储阵列中存储单元的自动寻址和阵列测试模式的自动转换等。

因此，需要针对阻变存储器阵列，建立一套行之有效的测试和测量方法，以保证对其进行可靠地性能分析和评估。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明为了满足上述存储阵列器件测试的需求，特别公开了一种对阻变存储器阵列进行测试的系统，特别是关于对具有特殊结构的阻变存储器阵列进行测试的系统。

（二）技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种对阻变存储器阵列进行测试的系统，该系统包括：探针台，用于承载待测阻变存储器阵列；探针卡，用于实现硬件地址电路与待测阻变存储器阵列的良好连接；硬件地址选择电路，用于完成待测阻变存储器阵列指定端口的地址译码和选通工作；恒压源表，用于向硬件地址选择电路提供直流电压；测量源表，用于提供器件测试所需要的操作电压；以及控制主机，用于控制整个系统进行不同类型的测试操作，并完成测试结果数据的输出和统计分析。

上述方案中，所述探针台内部具有承片台，外部配套有真空泵、CCD相机和探针台控制机，其中，承片台用于承载待测阻变存储器阵列；真空泵用于实现对待测阻变存储器阵列的良好吸附接触；CCD相机用于将探针卡与待测阻变存储器阵列接触的图像信息传递给控制主机，方便对待测阻变存储器阵列进行定位和调整；探针台控制机用于实现对探针台内部承片台进行X、Y和Z方向的移动和微调。所述承片台的定位精度小于2.5μm。

上述方案中，所述探针卡满足测试过程中的10nA级的漏电要求。

上述方案中，所述硬件地址选择电路是具有多行多列地址的阵列结构，能够对指定端口进行选通和操作。

上述方案中，所述恒压源表向硬件地址选择电路提供的直流电压为±6V至±25V之内的直流电压，同时用于防止电流过大，能够进行限流保护。

上述方案中，所述测量源表在提供器件测试所需要的操作电压的同时，还测量通过阻变存储器阵列本身的电流，进行电学I-V特性测试，且能够进行限流保护。

上述方案中，所述控制主机利用其安装的软件自行编写控制程序，实现控制测量源表输出电压、测量电流、输出电流、测量电压、控制测量源表输出逻辑高低电平，并控制整个系统进行不同类型的测试操作，同时完成测试结果数据的输出和统计分析。

（三）有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益结果：

1、本发明提供的对阻变存储器阵列进行测试的系统，针对具有特殊结构（如CrossBar、1T1R结构）的新型阻变存储器阵列的性能无法评估的情况下，利用现有的实验设备，结合设计的外围电路和软件，成功地地实现了新型阻变存储器阵列器件性能的测试和评估。

2、现行条件下购置国外的专业阵列测试机，不仅价格及其昂贵，而且在开发其特定的应用上，周期较长；而本发明提供的对阻变存储器阵列进行测试的系统，则很好地满足了新型存储阵列的测试要求。

3、本发明提供的对阻变存储器阵列进行测试的系统，可以针对特殊结构（如CrossBar、1T1R结构）的新型存储阵列器件进行电学性能测试和评估，如器件的I-V特性、Id-Vd特性、Id-Vg特性、阻态变化特性等。

4、本发明提供的对阻变存储器阵列进行测试的系统，也为后续其它阵列结构器件的测试和检测提供了一种思路和方法。

附图说明

图1是本发明提供的对阻变存储器阵列进行测试的系统的结构示意图；

图2是图1所示系统的工作流程图；