社会经济与科学技术的不断发展,存储器需求越来越大,其中非易失性存储器(Non-volatile Memory,NVM)未来在存储器中仍将占据越来越重的地位。Flash存储器对于非易失性存储器来说,应用广泛。Flash由于最小工艺尺寸的局限性,体积不变的情况下无法继续提升到更大的容量,未来对于大容量需求来说发展前景堪忧。阻变存储器(Resistive Random Access Memory,RRAM)具有比其他NVM具有优势的特点,例如有比较好的微缩化前景,存储密度高和编程擦除速度快等特点。所以RRAM被认为是取代其他NVM,成为主流的非易失性存储器。虽然如此,阻变存储器在投入大规模量产之前还需要解决很多重要的关键技术问题。例如,RRAM机理研究不明确,测试的阻变数据参数的均一性不好,器件可靠性仍需提高。RRAM器件的研究与测试密不可分,但是,RRAM阵列测试还存在如下问题,如读脉冲时间长,常用的半导体参数分析仪测试系统无法选址,市场上没有专用的RRAM测试系统,可以使用商用机爱德万V93K进行测试,但是该机测试操作复杂,而且针对性很差,不利于RRAM的研究。也有部分使用泰克机型为4200加上自行设计的开关矩阵进行测试,但是RRAM不同于其他NVM,编程擦除后RRAM需要验证,也就是进行读操作,而开关矩阵在切换至稳定的过程中时间过长,读时间也很长,而且读的时间不确定,给研究带来了困难。因此,设计适合RRAM阵列的专用测试系统对阻变存储器研究进展的推进具有重要的作用与意义。综上所述,所以我们设计基于专用的RRAM阵列测试系统,解决RRAM阵列的测试问题。我们设计的测试系统具有读取速度快,操作简单,适用性强等特点,可以加快RRAM的研发。本文具体内容主要为:(1)本文首先介绍了 RRAM测试研究背景和意义,陈述了 RRAM阵列测试所面临的问题。然后介绍RRAM的基本原理与测试参数,对需求进行分析,设计RRAM测试模式下的测试方法,最后设计了 RRAM测试模式下的测试系统。所设计实现的测试系统可以对1MB RRAM选定的地址单元进行初始化(forming),编程(set)和擦除(reset)等基本测试,以及耐久性(endurance)的测试。该测试系统主要由上位机、Cortex-M4构架的ARM芯片核心板、我们设计的外围电路板和芯片测试夹具(SOCKET)组成,其中外围电路板核心是外部读写电路,同时具有脉冲编程擦除功能与读电阻的功能,使用同一电路而两个功能不冲突。还有自行设计编写的软件代码。本文详细讲解了测试系统的核心部分,外部读写电路与软件的设计实现。ARM的核心板普通输出口用来生成的使能信号和20位地址线,作用是将RRAM实验品置于测试模式,用上位机控制下位机去进行测试操作,通过设计读写的功能与软件的设计,进行set、reset、read、endurance等一系列的芯片测试操作。(2)本测试系统设计使用一种新型的编程与擦除脉冲:在编程过程中通过调节脉冲宽度,而擦除过程中调节脉冲高度,此种操作方法可以提高器件的耐久性。