【導讀】消費電子行業(yè)日益擔心浮柵NVM（非易失性內(nèi)存）不能繼續(xù)以每比特更低成本來提供更高的存儲功能，而每比特更低成本則是驅(qū)動NVM市場發(fā)展的根本性要求。浮柵方法可能會“撞墻”，意味著替代技術(shù)的研究工作已經(jīng)變得日益關(guān)鍵。
消費電子行業(yè)日益擔心浮柵NVM（非易失性內(nèi)存）不能繼續(xù)以每比特更低成本來提供更高的存儲功能，而每比特更低成本則是驅(qū)動NVM市場發(fā)展的根本性要求。浮柵方法可能會“撞墻”，意味著替代技術(shù)的研究工作已經(jīng)變得日益關(guān)鍵。科學家們正在研究可以替代FG NAND技術(shù)的NVM備選方案，包括相變內(nèi)存(PCM/PRAM)、電荷俘獲內(nèi)存(CTF/SONOS)、電阻內(nèi)存(ReRAM)、鐵電內(nèi)存(FeRAM)和磁阻內(nèi)存(MRAM) 等。
理想的內(nèi)存應兼具動態(tài)內(nèi)存和非易失性內(nèi)存的特點：成本越來越低，密度越來越高；快速讀/寫，類似于或快于現(xiàn)有的DRAM速度；耐久性高，以滿足DRAM或SSF應用；保留期長；功率和電壓要求低；兼容現(xiàn)在的邏輯電路和半導體工藝。
幾種非易失性內(nèi)存器件。
NVM測試要求發(fā)生改變，對測試方案提出新的要求。
電氣表征在傳統(tǒng)上是使用DC儀器執(zhí)行的，如源測試單元SMU儀器，表征之前脈沖發(fā)生器已經(jīng)編輯和/或擦除內(nèi)容單元。其缺點是，這要求某類開關(guān)，對測試器件交替應用DC或脈沖信號。另一種方法是偶爾會使用示波器，閃存狀態(tài)對脈沖電壓電平相當敏感，在被測器件DUT上檢驗脈沖保真度（脈沖寬度、過沖、脈沖電壓電平、上升時間、下降時間）。其缺點是測量瞬態(tài)電流的復雜性，意味著只能在脈沖傳送時才能獲得電壓測量。
后來傳統(tǒng)一體化表征方案有了很大改進，使用定制系統(tǒng)同時測量電流和電壓，測量方法一般使用負載或傳感電阻器，使用示波器或模數(shù)轉(zhuǎn)換器測量電流。但這也存在其缺點，一般創(chuàng)造性不強，測試功能有限，測試控制麻煩，要求耗費大量時間提取信息；以及負載電阻器對傳送到器件的電壓的影響，對許多脈沖測量會產(chǎn)生明顯負作用。
業(yè)內(nèi)目前正在考察許多NVM材料和技術(shù)，每種材料和技術(shù)在物理內(nèi)存特點方面都有著獨特之處。但是，對這些方法進行整體電氣表征時，很多重要的測試參數(shù)和方法都是相同的。這種共性意味著可以使用一臺測試儀器，來表征各種內(nèi)存技術(shù)和器件。
新儀器要為科研人員提供額外的數(shù)據(jù)，可以用更少的時間更好地了解NVM材料和器件特點。應用脈沖，同時使用高速采樣技術(shù)測量電壓和電流，可以更好地了解提供內(nèi)存行為的電氣和物理機制。在DC表征中增加這種瞬態(tài)表征功能，可以提供與固有的材料屬性和器件響應有關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
集中式的表征，泰克4200A一體化解決方案。
不管考察的是哪種特定內(nèi)存技術(shù)，都要求脈沖傳送，來測試開關(guān)特點。脈沖傳送及同時測量提供了必要的數(shù)據(jù)，可以了解開關(guān)機制的動態(tài)特點。不同材料的說法不盡相同，例如，編程/擦除、設(shè)置/重設(shè)和寫入/擦除都用來指明比特1或0的基礎(chǔ)存儲。這些寫入/擦除程序在脈沖模式下完成，提供典型內(nèi)存操作要求的整體速度，仿真最終產(chǎn)品環(huán)境。
左圖：4225-PMU 超快速I-V 模塊和兩個4225-RPM 遠程放大器/ 開關(guān)模塊。右圖：4225-PMU 方框圖，通過使用RPM1 和RPM2 連接，可以使用4225-PMU 及兩個4225-RPM。SSR 顯示了固態(tài)中繼器，其用于高阻抗模式，通過Fowler-Nordheim 隧道在閃存器件上執(zhí)行編程或擦除操作。
泰克吉時利4225-PMU超快速I-V模塊是4200A-SCS使用的一種單插槽儀器卡，它有兩條電壓脈沖源通道，每條通道有集成的同步實時電流和電壓測量功能。測量分成兩類：采樣和均值。采樣類型用來捕獲基于時間的電流和電壓波形，這些波形對了解瞬態(tài)或動態(tài)特點至關(guān)重要。均值類型為I-V表征提供了類似DC的電流和電壓測量。實時采樣功能對于在單個波形中捕獲NVM材料的瞬態(tài)特點至關(guān)重要，因為應用重復的波形會導致內(nèi)存開關(guān)行為，甚至損壞材料本身。
4225-RPM遠程放大器/開關(guān)是一種選配產(chǎn)品，是對4225-PMU的補充。這個小盒子位于DUT附近，提供許多NVM材料和技術(shù)表征必需的較低的電流測量范圍。此外，4225-RPM為4200A-SCS的源測量單元(SMUs)和CVU信號提供了開關(guān)功能，支持高分辨率DC測量和C-V測量。4225-RPM是一種單通道設(shè)備，因此要求兩個4225-RPM模塊，以匹配4225-PMU的兩條通道。4225-RPM模塊設(shè)計成位于測試器件附近(≤30cm或1英尺)，以最大限度減少線纜影響，提供改善的脈沖形狀和高速測量。
浮柵非易失性內(nèi)存表征項目截圖
Clarius 軟件帶有一套NVM 表征使用的范例項目。可以使用Memory 過濾器在Project Library 項目庫中找到范例項目。這些項目為閃存、PRAM、FeRAM 和ReRAM 器件提供了測試和數(shù)據(jù)，演示了4200A-SCS 特別是4225-PMU 及4225-RPM 的功能。上圖是閃存器件項目浮柵非易失性內(nèi)存表征項目的截圖。4225-PMU/4225-RPM 相結(jié)合，提供了基礎(chǔ)脈沖和瞬態(tài)I-V 測試功能，可以考察和表征各種NVM材料和器件。
泰克技術(shù)專家為業(yè)內(nèi)工程師準備了詳細的NVM測試詳解，下載應用白皮書https://info.tek.com.cn/cn-2011-4200A-app-download.html。
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（來源：作者：泰克科技）
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