T/CIE 155-2023 非易失性相变存储器电性能测试方法

ICS31200

CCSL.56

团体标准

T/CIE155—2023

非易失性相变存储器电性能测试方法

Measuringmethodsofelectricalpropertiesfor

non-volatilephasechangememory

2023-03-20发布2023-03-20实施

中国电子学会发布

中国标准出版社出版

本标准版权归中国电子学会所有除了用于国家法律或事先

。

得到发布单位文字上的许可外不许以任何形式对本标准包括电

,(

子版影印件进行复制改编翻译汇编或将本标准用于其他任

、)、、、

何商业目的

。

T/CIE155—2023

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

测试环境与条件

4…………………………2

概述

4.1…………………2

源测量单元

4.2…………………………3

信号发生器

4.3…………………………3

探针台

4.4………………3

示波器

4.5………………3

测试条件

4.6……………3

样品

5………………………3

器件性能测试

6……………4

直流电流电压特性

6.1-…………………4

存储窗口

6.2……………5

置位时间

6.3……………6

置位电压

6.4……………6

复位时间

6.5……………7

复位电压

6.6……………8

功耗

6.7…………………9

器件可靠性测试

7…………………………9

耐久

7.1…………………9

数据保持时间

7.2………………………10

试验报告

8…………………11

附录资料性相变存储器电性能测试实例

A()…………12

参考文献

……………………18

Ⅰ

T/CIE155—2023

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件由中国电子学会提出并归口

。

本文件起草单位华中科技大学长江存储科技有限责任公司中国计量科学研究院中国电子技术

:、、、

标准化研究院

。

本文件主要起草人缪向水何强童浩程晓敏徐明刘峻李硕任玲玲李锟

:、、、、、、、、。

Ⅲ

T/CIE155—2023

引言

相变存储器因具备超高速高集成度低功耗等特点而受到国内外研究者的广泛关注被认为最有

、、,

潜力成为下一代主流非易失性存储器正在以前所未有的速度向产业化方向发展

,。

关于相变存储器的有效精准测试是指导性能优化的基础但目前国际国内均无统一的相变存储器

,

测试标准随着近年来相变存储器产业化进程加剧亟待建立一套明确的相变存储器电性能测试标

。,

准以指导器件优化设计上下游测试设备等产业发展

,、。

本文件规定了一套明确的非易失性相变存储器电性能测试方法标准分为器件性能测试和器件可

,

靠性测试器件性能测试包括电流电压特性存储窗口置位时间置位电压复位时间复位电压功

,-、、、、、、

耗器件可靠性测试包括耐久和数据保持时间这对相变存储器的研究与应用至关重要满足了众多相

;。,

变存储器生产与应用的迫切需求

。

Ⅳ

T/CIE155—2023

非易失性相变存储器电性能测试方法

1范围

本文件规定了相变存储器件单元的电性能测试方法分为器件性能测试和器件可靠性测试器件性

,,

能测试包括电流电压特性存储窗口置位时间置位电压复位时间复位电压功耗器件可靠性测试

-、、、、、、;

包括耐久和数据保持时间

。

本文件适用于相变存储器件单元以下简称器件

()。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

半导体器件集成电路第部分数字集成电路

GB/T17574—19982:

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件

。

31

.

置位set

使相变存储器件置入不表示零的规定状态的置位操作

(SET)。

来源有修改

[:GB/T17574—1998,1.2.21,]

注通常施加一个宽度较宽且幅度适中的电脉冲使相变材料温度升高到结晶温度以上熔化温度以下并且保持

:,、,

一定的时间使晶体成核生长实现相变材料由非晶态向多晶态的转化进而实现相变存储单元阻值降低即置

,,,,

操作

1。

32

.

复位reset

使相变存储器件恢复到规定的不必一定表示零的初始状态的复位操作

(RESET)。

来源有修改

[:GB/T17574—1998,1.2.22,]

注通常施加一个宽度较窄而幅度较高的电脉冲电能转变成热能使相变材料温度迅速升高到熔化温度以上然

:,,,

后经过快速冷却使多晶的长程有序排列遭到破坏锁定在短程有序排列上实现由多晶态向非晶态的转化进

,,,,

而实现相变存储单元阻值升高即置操作

,0。

33

.

读操作read

读取相变存储单元存储状态的操作

。

注指施加一个宽度适当而幅度较小的电脉冲通过测量相变单元的电阻值是高或低来判断其存储的数据由于读

:,,

取时不能改变相变存储器单元的状态因此施加一个幅值较小的电脉冲使其产生的热量不使相变材料的温度

,,

上升到结晶温度以上

。

1