相变存储器器件单元测试系统

硬件结构确定下来后接下来是软件设计部分，其采用Microsoft visual C++ 编写出具有Win dows传统的操作界面[6]，结构图如图2所示。软件主要包括实验流程管理模块和数据管理模块。实验流程管理模块主要负责所有实验过程的控制，包括实验参数的各项设置、实验各个控制模块的选择与调度、实验数据的检验与传递等;实验数据管理模块主要负责从各个测试模块中获取测试数据并根据要求进行保存、绘图和编辑。

根据C-RAM器件单元测试系统的设计思路主要有7个软件测试模块：写脉宽与电流关系测试模块、写脉高与电流关系测试模块、擦脉宽与电流关系测试模块、擦脉高与电流关系测试模块、疲劳特性测试模块、电流与电压关系测试模块、电压与电流关系测试模块。各模块由实验流程管理模块统一调度。

通过控制卡模块实现控制卡的操作即微控台针台在脉冲信号发生器和数字信号源之间切换;通过脉冲发生器控制模块和数字信号源控制模块实现对脉冲信号发生器和数字信号源的控制即对存储器件的写擦和测试;脉冲发生器控制模块和数字信号源控制模块同时与GPIB接口模块通讯即发送和接受各设备的信息;控制卡模块与GPIB接口模块均通过内核层安装好的驱动程序与硬件进行通讯。

从图2可以看出，根据测试内容的不同软件测试模块部分可以进行相应的扩展，即软件结构具有可移植性，这是模块化设计的优点。根据图2的软件结构图、各种模块的设计思路，参考硬件结构中各组成器件的说明书，进行软件编程，确认无误后，进行软件和硬件结合的总体调试，直到整个系统调试通过。

5 系统测试试验

为了验证该器件单元测试系统的测试模块的功能，对C-RAM单元器件进行了测试[7]。图3中的 (a)，(b)，(c)，(d)是电流与电压关系、电压与电流、电阻与写脉高的关系、电阻与写脉宽关系的测试结果。图3(a)中可以知道此存储单元的阈值电压为0.54V;从图 3(b)中可以知道此存储单元的阈值电压为0.46V;从图3(c)中可以知道在写脉宽为30nS固定不变的情况下擦电流为3.5mA时实现了从多晶到非晶的相变;从图3(d)可以知道在写电流为3.5mA固定不变的情况下些脉宽为30nS时实现了从多晶到非晶的相变。这说明C-RAM器件单元测试系统是可靠的，达到了预期的要求。

6 结束语

C-RAM目前仍在研发阶段，国内外还没有相关的标准测试系统。本系统为器件单元的电学和存储性能(如阈值电压和电流、读/写/擦最佳操作参数、疲劳特性、可靠性等)的表征提供了良好的平台，所有的测试模块已经在研究中得到了应用，提供了必要的实验数据。