标准的R负载测量技术

在标准R负载测量技术中（如图5所示），一个电阻与DUT串联，通过测量负载电阻上的电压就可以测出流过DUT的电流。采用有源、高阻抗探针和示波器[1]记录负载电阻上的电压。流过DUT的电流等于施加的电压（VAPPLIED）减去器件上的电压（VDEV），再除以负载电阻。负载电阻的大小范围通常从1千欧到3千欧。这种技术采用了一种折衷：如果负载电阻太高，RC效应以及电压在R负载和DUT上的分配将会限制这种技术的性能；但是，如果电阻值太小，它会影响电流的分辨率。
 


图5. 标准R负载技术
 
最近，我们研究出了一种新的不需要负载电阻的限流技术。通过紧密控制电流源的大小，可以对于RI曲线中的低电流进行更精确的特征分析。这种新技术（如图6所示）能够通过一次脉冲扫描同时获得I-V和RI曲线，其中采用了高速脉冲源和测量仪器，即双通道的4225-PMU[2]超快I-V模块。这种新模块能够提供电压源，同时以较高的精度测量电压和电流响应，上升和下降时间短至20ns。
 
去掉负载电阻也就消除了回折的副作用。4225-PMU模块[3]以及用于扩展其灵敏度的4225-RPM[4]远程放大器/开关（如图7所示）可用于4200-SCS型[5]半导体特征分析系统，其不仅具有对PCM器件进行特征分析所必需的测量功能，而且能够自动实现整个测试过程。
 


 
图6. 采用4225-PMU的限流技术
 

 
图7. 4225-PMU超快I-V模块和两个4225-RPM远程放大器/开关，
适用于吉时利4200-SCS型特征分析系统
参考文献
[1] T. Nirschl, J. B. Phipp, et al. (2007, Dec. 10-12). Write strategies for 2- and 4-bit multi-level phase-change memory.Presented at IEDM 2007. IEEE International. [Online]. Available: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=4418973 
[2] D.-S. Suh, K. H. P. Kim, et al (2006, Dec. 11-13). Critical quenching speed determining phase of Ge2Sb2Te5 in phase-change memory. Presented at IEDM '06. IEEE International. [Online]. Available: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=4154328
[3]  A. Pirovano, A. L. Lacaita, et al, “Low-field amorphous state resistance and threshold voltage drift in chalcogenide materials,” IEEE Trans. Electron Devices, vol. 51, no. 5, May 2004.