基于相变存储器器件单元的电流脉冲测试系统

相变存储器单元的测试主要包括set、reset和read操作, 目前国内外多采用施加电压脉冲的方法对相变存储单元进行reset操作, 这不仅容易造成器件的损坏, 而且使得相变过程中瞬态电流的准确计算非常困难。与常规测试方法不同, 文章提出一种专门针对相变存储器的电流脉冲测试系统, 该系统可以提供准确可控的电流脉冲来对相变存储器器件单元进行操作。     

相变存储器器件单元测试系统

通过计算机控制脉冲信号发生器和数字信号源等硬件设备,实现对硫系化合物随机存储器(C-RAM)器件性能的测试.该系统主要有电流与电压关系测试、电压与电流关系测试、电阻与所加的脉冲信号关系的测试和疲劳特性测试等模块组成.通过这些测试从而找出写脉冲信号与擦脉冲信号的高度和宽度的最佳参数、C-RAM器件的阈值电压、循环寿命等重要参数.此系统不仅为研究C-RAM器件的速度、功耗、可靠性等提供了一个途径,又为C-RAM的工艺和结构参数的研究提供了试验平台.     

操作电流对相变存储器单元疲劳特性的影响

基于中芯国际40 nm工艺制备的64 Mbit相变存储器,设计并进行了两组对比实验.分别使用不同幅值和脉宽的RESET电流脉冲对存储器单元进行疲劳操作,对相变存储器单元的疲劳性能与RESET操作电流的关系进行了研究.实验结果表明,存储单元的疲劳寿命和RESET脉冲幅值的平方呈反比关系,和脉冲宽度呈反比关系.在相变存储器的操作过程中,高阻态下的电阻值出现先减小后增大的漂移现象,这是因为操作电流会对相变材料组分产生影响,在相变材料层中会出现逐渐增大的孔洞,孔洞最终导致相变器件失效,与实验中高阻态阻值漂移现象相吻合,同时可以用来预测存储单元的疲劳寿命.     

一种基于电流阶梯波的相变存储器擦驱动电路

基于相变存储器的擦操作(SET)特性,设计了一种能够产生电流阶梯波的相变存储器擦驱动电路,采用130 nm标准CMOS工艺将其与128 kb的相变存储器实验芯片集成.相比传统的单一电流脉冲擦驱动电路,这种改进后的擦驱动电路能将相变存储单元的电阻均值从15 kΩ左右降至7 kΩ左右,并且存储阵列的阻值分布一致性也得到提升...     

快闪存储器及其测试系统

快门存储器目前非常流行,由于它是非易失性的,当电源关断时数据不会消失,因而,电子计算机、移动通信、家用电器,特别是手持设备,在关断电源后需要保留数据时,或者数据交换时,快闪存储器起着重要作用。例如MP3数字音乐播放机和数字照相像都使用快闪存储器作为记录介质,由于     

相变存储器中驱动二极管之间串扰电流的分析与减小方法

由于二极管在单元尺寸上的优势,被认为是高密度相变存储器中驱动管的不二之选.如果制备二极管的工艺参数不恰当,则大的漏电流会影响PCRAM存储数据的准确性和长久的保持力.首先简要介绍了具有自主知识产权的相变存储器中驱动二极管阵列的制备方法,然后从载流子分布以及半导体器件角度,分析了驱动二极管之间串扰电流的产生原因,最后,依据工艺流程介绍了一种简单的方法来减小驱动二极管之间的串扰电流.依据SMIC的工艺进行TCAD仿真,结果表明此种方法能够在增大驱动电流的同时大大减小串扰电流.     

新型存储器测试系统的格式化子系统

本文介绍自动测试设备中格式化子系统的电路原理。格式化子系统是IC测试设备的数据通道,是功能测试的咽喉。我们在格式化子系统的设计中采用了CPLD芯片来设计关键电路,由于其可编程性和CMOS工艺,因此能灵活方便的修改设计不仅缩短了研制周期,还大大降低了功耗、减少了电路板面积、降低了成本、提高了定时精度和可靠性。     

相变存储器：基本原理与测量技术

正相变存储器(可缩略表示为PCM、PRAM或PCRAM)是一种新兴的非易失性计算机存储器技术。它可能在将来代替闪存,因为它不仅比闪存速度快得多,更容易缩小到较小尺寸,而且复原性更好,能够实现一亿次     

基于编程电流/电压的相变存储器写驱动电路

相变存储器发生相变时各个单元存在差异性,为了改善其写入数据时的可靠性及芯片的成品率,设计了一种可分别用电流扣电压脉冲编程的写驱动电路.针对相变存储器SET过程的特性,写驱动电路可有选择地产生电流阶梯波或电压阶梯波.设计采用SMIC 130 nm CMOS标准工艺库.对相变存储单元进行了测试,结果表明,用电流梯度波写驱动电路替代传统单一脉高电流脉冲波写驱动电路,相变存储器的低阻分布更加集中,可提高实验芯片的成品率.     

一种相变存储器读出电路及其快速读出方法

针对大规模相变存储器所具有的寄生电容大、可能出现读破坏现象等特性,提出了一种读电压模式的相变存储器读出电路及其快速读出方法。基于SMIC 40nm CMOS工艺的仿真结果表明,在2.5V电源电压下,该方法可以在90ns的读出周期内正确读出位线寄生电容为30pF的存储单元数据,同时,该读出周期随位线寄生电容的减小而减小。另外,该方法可以和传统的Burst等快速读出方式并存,非常适用于带数据预读机制的高端存储器技术。     

基于相变存储器的SD卡系统设计

基于中科院上海微系统研究所自主研发的相变存储器芯片,设计并实现了国内首个以相变存储器为存储介质的SD卡系统.本系统由多接口SoC芯片、6.375 Mbits相变存储器芯片以及外围控制电路等构成.系统通过SD/MMC接口与上位机进行数据通信,并使用FAT文件系统进行管理.该SD卡系统容量为256 kb,读取速度为2Mb/s,写入速度为0.5Mb/s.     

我国相变存储器的研究现状与发展前景

介绍了我国相变存储器的研究现状及面临的关键问题。提出了我国相变存储器的发展思路和目标:加强新型材料和器件结构等方面的基础研究,形成创新性的成果,同时加强专利战略布局;加强与国内半导体公司的合作,共同推进相变存储器的产业化进程;探索相变存储器的新应用领域,寻求在通信、金融、交通、医疗、身份证等领域的应用。     

Flexible Crossbar‐Structured Phase Change Memory Array via Mo‐Based Interfacial Physical Lift‐Off

Inorganic phase change memories (PCMs) have attracted substantial attention as a next‐generation storage node, due to their high‐level of performance, reliability, and scalability. To integrate the PCM on plastic substrates, the reset power should be minimized to avoid thermal degradation of polymers and adjacent cells. Additionally, flexible phase change random access memory remains unsolved due to the absence of the optimal transfer method and the selection device. Here, an Mo‐based interfacial physical lift‐off transfer method is introduced to realize a crossbar‐structured flexible PCM array, which employs a Schottky diode (SD) selection device and conductive filament PCM storage node. A 32 × 32 parallel array of 1 SD‐1 CFPCM, which utilizes a Ni filament as a nanoheater for low power phase transition, is physically exfoliated from the glass substrate at the face‐centered cubic/body‐centered cubic interface within the sacrificial Mo layer. First principles density functional theory calculations are utilized to understand the mechanism of the Mo‐based exfoliation phenomena and the observed metastable Mo phase. The flexible 1 SD‐1 CFPCM shows reliable operations (e.g., large resistance ratio of 17, excellent endurance over 100 cycles, and long retention over 10⁴ s) with excellent flexibility. Furthermore, the random access operation is confirmed by addressing tests of characters “KAIST.”     

一种1kb相变存储芯片的设计

以中科院上海微系统与信息技术研究所自主研发的相变存储器工艺为基础,开发了一款容量为1 kb、可应用于射频标签(RFID)的嵌入式相变存储芯片.该芯片以1T1R为基本单元结构,采用箝位读出方式以及电流镜式写驱动电路,成功实现了相变存储器的读写功能.测试结果显示,该芯片可重复擦写次数达到107次,在80℃条件下数据保持力达...