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NVM测试要求发生演变，泰克4200A一体化测试解决方案集中进行表征

由 winniewei 提交于

<p><span>作者：泰克科技</span></p>

<p><span>消费电子行业日益担心浮栅NVM</span><span>（非易失性内存）</span><span>不能继续以每比特更低成本来提供更高的存储功能，而每比特更低成本则是</span><span>驱</span><span>动</span><span>NVM市场发展的根本性要求。</span><span>浮栅方法可能会“撞墙”，意味着替代技术的研究工作已经变得日益关键</span><span>。</span><span>科学家</span><span>们</span><span>正在研究可以替代</span><span>FG NAND技术的NVM备选方案，包括相变</span><span>内存(PCM/PRAM)</span><span>、</span><span>电荷俘获内存(CTF/SONOS)</span><span>、</span><span>电阻内存(ReRAM)</span><span>、</span><span>铁电内存(FeRAM)和磁阻内存(MRAM)<span>&nbsp;</span></span><span>等。</span></p>

<p><span>理想的内存应兼具动态内存和非易失性内存的特点：成本越来越低，密度越来越高；快速读/写，类似于或快于现有的DRAM速度；耐久性高，以满足DRAM或SSF应用；保留期长；功率和电压要求低；兼容现在的逻辑电路和半导体工艺。</span></p>

<p><img alt="几种非易失性内存器件。" data-entity-type="file" data-entity-uuid="f8847c44-fb0a-43fa-aca5-a326294bce0e" src="http://new.eetrend.com/files/2020-11/wen_zhang_/100058846-112664-1.jpg&…; /></p>

<p><em><span>几种非易失性内存器件。</span></em></p>

<p><span>NVM测试要求发生改变，对测试方案提出新的要求。</span></p>

<p><span>电气表征在传统上是使用DC仪器执行的，如源测试单元SMU仪器，表征之前脉冲发生器已经编辑和/或擦除内容单元。其缺点是，这要求某类开关，对测试器件交替应用DC或脉冲信号。另一种方法是偶尔会使用示波器，闪存状态对脉冲电压电平相当敏感，在被测器件DUT上检验脉冲保真度（脉冲宽度、过冲、脉冲电压电平、上升时间、下降时间）。其缺点是测量瞬态电流的复杂性，意味着只能在脉冲传送时才能获得电压测量。</span></p>

<p><span>后来传统一体化表征方案有了很大改进，使用定制系统同时测量电流和电压，</span><span>测量方法一般使用负载或传感电阻器，使用示波器或模数转换器测量电流。</span><span>但这也存在其缺点，</span><span>一般创造性不强，测试功能有限，测试控制麻烦，要求耗费大量</span><span>时间</span><span>提取信息</span><span>；以及</span><span>负载电阻器对传送到器件的电压的影响，对许多脉冲测量会产生明显负作用。</span></p>

<p><span>业内目前正在考察许多NVM</span><span>材料和技术，每种材料和技术在物理内存特点方面都有着独特</span><span>之</span><span>处。</span><span>但</span><span>是，对这些方法进行</span><span>整体</span><span>电气表征时，很多重要的测试参数和方法都是相同的。这种共性意味着</span><span>可</span><span>以使用一台测试仪器，来表征各种内存技术和器件。</span></p>

<p><span>新仪器</span><span>要</span><span>为科研人员提供额外的数据，可以用更少的时间更好地了解</span><span>NVM材料和器件特点。</span><span>应用脉冲，同时使用高速采样技术测量电压和电流，可以更好地了解提供内存行为的电气和物理机制</span><span>。在DC表征中增加这种瞬态</span><span>表征功能，可以提供与固有的材料属性和器件响应有关的基础数据</span><span>。</span></p>

<p><span>集中式的表征，泰克4</span><span>200</span><span>A一体化解决方案。</span></p>

<p><span>不管考察的是哪种特定内存技术，都要求脉冲传送</span><span>，来测试开关特点。</span><span>脉冲传送及同时测量提供了必要的数据，可以了解开关机制的动态特点。不同材料的说法</span><span>不</span><span>尽相同</span><span>，</span><span>例如，</span><span>编程</span><span>/擦除</span><span>、设置</span><span>/重设和</span><span>写</span><span>入/擦除</span><span>都</span><span>用来指明比特</span><span>1或0的基础存储。这些写入/擦除程序在脉冲模式下完成，提供典型内存操作要求的整体速度，仿真最终产品环境。</span></p>

<p><img alt="左图：4225-PMU 超快速I-V 模块和两个4225-RPM 远程放大器/ 开关模块。右图：4225-PMU 方框图，通过使用RPM1 和RPM2 连接，可以使用4225-PMU 及两个4225-RPM。SSR 显示了固态中继器，其用于高阻抗模式，通过Fowler-Nordheim 隧道在闪存器件上执行编程或擦除操作。" data-entity-type="file" data-entity-uuid="93648379-feea-4535-b14c-0d3d3161dada" src="http://new.eetrend.com/files/2020-11/wen_zhang_/100058846-112665-2.jpg&…; /></p>

<p><em><span>左图：</span><span>4225-PMU 超快速I-V 模块和两个4225-RPM 远程放大器/ 开关模块。</span><span>右图：</span><span>4225-PMU 方框图</span><span>，</span><span>通过使用RPM1 和RPM2 连接，可以使用4225-PMU 及两个4225-RPM。SSR 显示了固态中继器，其用于高阻抗模式，通过Fowler-Nordheim 隧道在闪存器件上执行编程或擦除操作。</span></em></p>

<p><span>泰克吉时利</span><span>4225-PMU超快速I-V模块</span><span>是</span><span>4200A-SCS使用的一种单插槽仪器卡</span><span>，</span><span>它有两条电压脉冲源通道</span><span>，每条通道有集成的同步实时电流和电压测量功能。</span><span>测量分成两类：采样</span><span>和均值。采样类型用来捕获基于时间的电流和</span><span>电压波形</span><span>，这些波形对了解瞬态或动态特点至关重要。均值类型为</span><span>I-V表征提供了</span><span>类似DC的电流</span><span>和电压测量</span><span>。</span><span>实时采样功能对于在单个波形中捕获</span><span>NVM材料的瞬态特点至关重要，因为应用重复</span><span>的波形会导致内存开关</span><span>行</span><span>为，甚至损坏材料本身。</span></p>

<p><span>4225-RPM远程放大器/开关是一种选配产品，是对4225-PMU的补充。这个小盒子位于</span><span>DUT附近，提供许多NVM材料和技术表征必需的较低的电流测量范围。此外</span><span>，4225-RPM</span><span>为</span><span>4200A-SCS</span><span>的</span><span>源测量单元(SMUs)和CVU信号提供了开关功能，支持高分辨率DC测量</span><span>和</span><span>C-V测量</span><span>。</span><span>4225-RPM是一种单通道设备，因此要求</span><span>两</span><span>个4225-RPM模块，以匹配</span><span>4225-PMU的两条通道。</span><span>4225-RPM模块设计成位于测试器件附近(≤30cm或</span><span>1英尺</span><span>)</span><span>，</span><span>以最大限度减少线</span><span>缆</span><span>影响，提供改善的脉冲形状和高速测量。</span></p>

<p><img alt="浮栅非易失性内存表征项目截图" data-entity-type="file" data-entity-uuid="141ad82d-6de3-4ddb-85ba-65796bb928dc" src="http://new.eetrend.com/files/2020-11/wen_zhang_/100058846-112666-3.jpg&…; /></p>

<p><em><span>浮栅非易失性内存表征项目</span><span>截</span><span>图</span></em></p>

<p><span>Clarius 软件带有一套NVM 表征使用的范例项目。可以使用Memory 过滤器在Project Library 项目库中找到范例项目。这些</span><span>项</span><span>目为闪存、PRAM、FeRAM 和ReRAM 器件提供了测试和数据，演示了4200A-SCS 特别是4225-PMU 及4225-RPM 的功能。</span><span>上图是</span><span>闪存器件项目浮栅非易失性内存表征项目的截图。4225-PMU/4225-RPM 相结合，提供了基础脉冲和瞬态I-V 测试功能，可以考察和表征各种NVM材料和器件。</span></p>

<p><span>泰克技术专家为业内工程师准备了详细的NVM测试详解，下载应用白皮书</span><a href="https://info.tek.com.cn/cn-2011-4200A-app-download.html"><span>https://…;。</span></p>

<p><span>关于泰克科技</span></p>

<p><span>泰克公司总部位于美国俄勒冈州毕佛顿市，致力提供创新、精确、操作简便的测试、测量和监测解决方案，解决各种问题，释放洞察力，推动创新能力。70多年来，泰克一直走在数字时代前沿。欢迎加入我们的创新之旅，敬请登录：</span><span>tek</span><span>.com.cn</span></p>