一种SOT-MRAM的测试结构及其测试方法与流程

文档序号:21788951发布日期:2020-08-07 20:40阅读:921来源:国知局
一种SOT-MRAM的测试结构及其测试方法与流程

本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种sot-mram的测试结构及其测试方法。



背景技术:

近年来发展迅速的磁性随机存储器sot(spinorbittorque,自旋轨道转矩)mram(magneticrandomaccessmemory,一种非易失性的磁性随机存储器)具有优异的特性。其克服了sram(staticrandom-accessmemory,静态随机存取存储器)面积大、尺寸微缩后漏电大的缺点;其还克服了dram(dynamicrandomaccessmemory,动态随机存取存储器)需要一直进行数据刷新,功耗大的缺点。磁性随机存储器sotmram相对flashmemory(闪存),其读写时间和可读写次数优越几个数量级。

当前mram存储器的核心存储单元普遍采用具有垂直磁化特性的磁性隧道结,其层数多,厚度小,制备工艺十分复杂。需要对多种电性参数进行测试与监控。在研发以及量产阶段为了监控器件rp(resistanceparallel,平行态电阻)、rap(resistanceanti-parallel,反平行态电阻)、tmr(tunnelmagnetoresistance,隧道磁电阻)、vc(voltagecritic,翻转电压)、ic(翻转电流)等电性参数,确保产品的功能性与稳定性,测试样本的选取量会较大。目前对多样本电性测试,一般会逐个对样本进行测试,然后对测试数据进行统计分析。

现有测试sotmtj(magnetictunneljunction,磁性隧道结)器件的rp、rap、tmr、ic及vc分布等电性参数主要方法为:测试大量单个器件,通过数据处理得到参数统计分布;通过并联结构,利用并联测试方法得到参数统计分布。前述测试方法存在的缺点为:大量单个器件分别测试所需测试单元(testkey)面积大、测试时间长并且统计数据包含wafer(晶圆)级工艺均一性信息,对进一步分析产生困难。并联测试方法在机台精度有限的情况下,并联的器件个数有限(并联数量较高时,器件总阻值可能与导线电阻相当,测试误差大)无法极大提高测试效率,另外,若器件发生短路(short),测试结构将无法使用。



技术实现要素:

本发明提供了一种sot-mram的测试结构及其测试方法,用以简化测试结构的设置,减小测试器件的总面积,且可同时对大量器件进行测试,从而提高测试效率。

第一方面,本发明提供了一种sot-mram的测试结构,该测试结构包括n个首尾依次串联连接的自旋轨道矩磁存储位元。每个自旋轨道矩磁存储位元包括自旋轨道矩提供线、以及设置在自旋轨道矩提供线上的磁性隧道结;相邻的两个自旋轨道矩磁存储位元之间,其中一个自旋轨道矩磁存储位元中的磁性隧道结与另一个自旋轨道矩磁存储位元中的自旋轨道矩提供线连接。该测试结构还包括用于激励n个磁性隧道结的激励电路、以及用于测试n个磁性隧道结的电阻值的两个第一测试电极,两个第一测试电极分别与n个自旋轨道矩磁存储位元中位于首尾两端的两个自旋轨道矩磁存储位元连接。

在上述的方案中,通过使n个自旋轨道矩磁存储位元首尾依次串联连接,在n个自旋轨道矩磁存储位元中位于首尾两端的两个自旋轨道矩磁存储位元上分别串联两个第一测试电极,且还设置激励n个磁性隧道结的激励电路,从而简化测试结构的设置,减小测试器件的总面积。在应用时,便于测试n个磁性隧道结依次串联的电阻值,进而依据所测得的电阻值分析拟合得到其rp、rap、tmr、vc及ic分布等电性参数,同时对大量器件进行测试,从而提高测试效率。

在一个具体的实施方式中,激励电路包括两个第二测试电极,每个自旋轨道矩提供线的两端分别与两个第二测试电极串联连接,且任意两个自旋轨道矩提供线之间并联连接。该激励电路还包括串联在每个自旋轨道矩提供线两端且用于控制两个第二测试电极与每个自旋轨道矩提供线之间开路还是闭路的两个控制开关。通过采用n个自旋轨道矩提供线之间并联连接,且在每个自旋轨道矩提供线两端设置控制开关。从而在需要对n个磁性隧道结进行激励时,控制开关闭路,使两个第二测试电极可对n个自旋轨道矩提供线提供翻转电流;在需要测试两个第一测试电极之间的电阻值时,控制开关开路,以测试n个磁性隧道结首尾依次串联连接的电阻值。

在一个具体的实施方式中,每个控制开关具有两个接线端、以及控制两个接线端开路或闭路的控制端。每个控制开关上的两个接线端中的一个接线端与对应的自旋轨道矩提供线连接,另一个接线端与对应的第二测试电极连接;且同一自旋轨道矩提供线上的两个控制开关的控制端串联连接。测试结构还包括m个第三测试电极,其中,m为大于0且小于或等于n的整数。每个第三测试电极至少与一个自旋轨道矩提供线上的两个控制开关的控制端连接,以控制控制开关开路或闭路,且每个自旋轨道矩提供线上的两个控制开关的控制端仅与一个第三测试电极连接。通过设置m个第三测试电极,且一个第三测试电极至少连接一个控制开关的控制端,可以控制与该第三测试电极连接的控制开关。在应用时,可以根据需要将不同的磁性隧道结从测试电路中隔离开来,从而避免因单个或几个磁性隧道结短路,而影响对其他磁性隧道结的测试。

在一个具体的实施方式中,任意相邻的两个自旋轨道矩磁存储位元之间,其中一个自旋轨道矩磁存储位元中的自旋轨道矩提供线与另一个自旋轨道矩磁存储位元中的自旋轨道矩提供线串联连接。两个第一测试电极还分别与n个自旋轨道矩提供线中位于首尾两端的两个自旋轨道矩提供线串联连接,以给n个自旋轨道矩提供线提供翻转电流。激励电路包括设置在任意相邻的两个自旋轨道矩提供线之间且用于控制相邻的两个自旋轨道矩提供线开路还是闭路的控制开关。通过自旋轨道矩提供线串联连接,从而减少测试电极以及控制开关的个数,进一步减少测试结构所占用的面积。

在一个具体的实施方式中,控制开关具有两个接线端、以及控制两个接线端开路或闭路的控制端,其中,每个控制开关的两个接线端中的一个接线端与相邻的两个自旋轨道矩提供线中的一个自旋轨道矩提供线连接,另一个接线端与相邻的两个自旋轨道矩提供线中的另一个自旋轨道矩提供线连接。激励电路包括m个第三测试电极,其中,m为大于0且小于或等于n的整数。每个第三测试电极至少与一个控制开关的控制端连接,以开启或闭路该自旋轨道矩提供线上的控制开关的两个接线端。且每个控制开关的控制端仅与一个第三测试电极连接。通过设置m个第三测试电极,且一个第三测试电极至少连接一个控制开关的控制端,可以控制与该第三测试电极连接的控制开关。在应用时,可以根据需要将不同的磁性隧道结从测试电路中隔离开来,从而避免因单个或几个磁性隧道结短路,而影响对其他磁性隧道结的测试。

在一个具体的实施方式中,控制开关为n/pmos管(一种具有三个电极的绝缘栅型场效应管)、bjt(bipolarjunctiontransistor,双极结型晶体管)或igbt(insulatedgatebipolartransistor,绝缘栅双极型晶体管),以便于设置控制开关以及对控制开关进行闭路或开路的控制。

在一个具体的实施方式中,每个磁性隧道结包括设置在对应的自旋轨道矩提供线上的自由层、设置在自由层上的隧道阻挡层、以及设置在隧道阻挡层上的参考层,且自由层与参考层之间通过隧道阻挡层隔开。相邻的两个自旋轨道矩磁存储位元之间,其中一个自旋轨道矩磁存储位元中磁性隧道结上的参考层与另一个自旋轨道矩磁存储位元的自旋轨道矩提供线连接。

在一个具体的实施方式中,该测试结构还包括用于给n个磁性隧道结提供激励的磁激励组件,使测试结构既可以采用电激励源,也可以采用磁激励源。

第二方面,本发明还提供了一种sot-mram的测试结构所对应的测试方法,该测试方法包括:激励电路对n个磁性隧道结提供激励;测量两个第一测试电极之间的电阻值;重复以上步骤,测试不同激励电压下的电阻值;采用串联测试方法计算拟合得到n个磁性隧道结的rp、rap、tmr、vc及ic分布参数。通过采用n个自旋轨道矩磁存储位元首尾依次串联连接,之后测试串联后的磁性隧道结在不同激励电压下的电阻值,采用串联测试方法计算拟合得到n个磁性隧道结的rp、rap、tmr、vc及ic分布参数,从而可同时对大量器件进行测试,从而提高测试效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种sot-mram的测试结构的示意图;

图2为本发明实施例提供的另一种sot-mram的测试结构的示意图;

图3为本发明实施例提供的另一种sot-mram的测试结构的示意图;

图4为本发明实施例提供的另一种sot-mram的测试结构的示意图;

图5为本发明实施例提供的另一种sot-mram的测试结构的示意图;

图6为本发明实施例提供的另一种sot-mram的测试结构的示意图。

附图标记:

10-磁性隧道结11-自由层12-隧道阻挡层13-参考层

20-自旋轨道矩提供线31-第一测试电极32-第二测试电极

33-第三测试电极40-控制开关41-接线端42-控制端

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

为了方便理解本发明实施例提供的sot-mram的测试结构,下面首先说明一下本发明实施例提供的sot-mram的测试结构的应用场景,该sot-mram的测试结构应用于sot-mram芯片中,用于对sot-mram的rp、rap、tmr、vc及ic分布参数进行测试。下面结合附图对该sot-mram的测试结构进行详细的叙述。

参考图1,本发明提供实施例的sot-mram的测试结构包括n个首尾依次串联连接的自旋轨道矩磁存储位元。每个自旋轨道矩磁存储位元包括自旋轨道矩提供线20、以及设置在自旋轨道矩提供线20上的磁性隧道结10。且相邻的两个自旋轨道矩磁存储位元之间,其中一个自旋轨道矩磁存储位元中的磁性隧道结10与另一个自旋轨道矩磁存储位元中的自旋轨道矩提供线20连接。该测试结构还包括用于激励n个磁性隧道结10的激励电路、以及用于测试n个磁性隧道结10的电阻值的两个第一测试电极31(图1中的电极a、c表示两个第一测试电极31),两个第一测试电极31分别与n个自旋轨道矩磁存储位元中位于首尾两端的两个自旋轨道矩磁存储位元连接。

在上述的方案中,通过使n个自旋轨道矩磁存储位元首尾依次串联连接,在n个自旋轨道矩磁存储位元中位于首尾两端的两个自旋轨道矩磁存储位元上分别串联两个第一测试电极31作为测试电路,且还设置激励n个磁性隧道结的激励电路,从而简化测试结构的设置,减小测试器件的总面积。在应用时,便于测试n个磁性隧道结10依次串联的电阻值,进而依据所测得的电阻值分析拟合得到其rp、rap、tmr、vc及ic分布等电性参数,同时对大量器件进行测试,从而提高测试效率。下面结合附图对自旋轨道矩磁存储位元、激励电路以及其设置与连接方式进行详细的介绍。

在具体每个磁性隧道结10及对应的自旋轨道矩提供线20时,参考图1及图4,每个磁性隧道结10包括设置在对应的自旋轨道矩提供线20上的自由层11、设置在自由层11上的隧道阻挡层12、以及设置在隧道阻挡层12上的参考层13,且自由层11与参考层13之间通过隧道阻挡层12隔开。

在具体确定磁性隧道结10的个数时,磁性隧道结10的个数可以为2个、4个、6个、8个、20个、50个等不少于两个的任意值。自旋轨道矩提供线20的个数与磁性隧道结10的个数相等,且每个磁性隧道结10设置在一个自旋轨道矩提供线20上,从而实现自旋轨道矩提供线20对对应的磁性隧道结10提供激励,引起磁性隧道结10上的自由层11翻转。

在具体使n个自旋轨道矩磁存储位元首尾依次串联连接时,相邻的两个自旋轨道矩磁存储位元之间,其中一个自旋轨道矩磁存储位元中磁性隧道结10上的参考层13与另一个自旋轨道矩磁存储位元中的自旋轨道矩提供线20连接。具体的,参考图1及图4,每个磁性隧道结10中的自由层11与该磁性隧道结10上的自旋轨道矩提供线20电连接;且相邻的两个磁性隧道结10之间,其中一个磁性隧道结10上的参考层13与另一个磁性隧道结10对应的自旋轨道矩提供线20连接。通过采用自旋轨道矩提供线20与自由层11连接,使自旋轨道矩提供线20部分作为连接相邻的两个磁性隧道结10之间的导体,从而便于设置。

在具体设置激励电路时,根据n个自旋轨道矩提供线20中任意两个自旋轨道矩提供线20是采用并联连接方式,还是采用串联连接方式,激励电路可以采用不同的方式。下面进行详细的介绍。

实施例1

参考图1、图2及图3,激励电路包括两个第二测试电极32(以电极d和电极e表示两个第二测试电极32),上述两个第二测试电极32用于给n个自旋轨道矩提供线20提供翻转电流。每个自旋轨道矩提供线20的两端分别与两个第二测试电极32串联连接,且任意两个自旋轨道矩提供线20之间并联连接。该激励电路还包括串联在每个自旋轨道矩提供线20两端且用于控制两个第二测试电极32与每个自旋轨道矩提供线20之间开路还是闭路的两个控制开关40。通过采用n个自旋轨道矩提供线20之间并联连接,且在每个自旋轨道矩提供线20两端设置控制开关40。从而在需要对n个磁性隧道结10进行激励时,控制开关40闭路,使两个第二测试电极32可对n个自旋轨道矩提供线20提供翻转电流,从而引起磁性隧道结10翻转;在需要测试两个第一测试电极31之间的电阻值时,控制开关40开路,以测试n个磁性隧道结10首尾依次串联连接的电阻值。

n个自旋轨道矩磁存储位元中相邻的两个自旋轨道矩磁存储位元的连接方式与上述示出的方式相同,在此不再赘述。另外,参考图1、图2及图3,位于首尾两端的两个磁性隧道结10分别与两个第一测试电极31连接。位于左侧的磁性隧道结10(以图1、图2及图3示出的结构为参考)与电极a连接,连接的方式可以为该磁性隧道结10对应的自旋轨道矩提供线20部分作为电极a与该磁性隧道结10上的自由层11之间连接的导体。位于右侧的磁性隧道结10(以图1、图2及图3示出的结构为参考)与电极c连接,连接的方式为该磁性隧道结10上的参考层13通过导体与电极c连接。

在具体设置上述控制开关40时,继续参考图1,每个控制开关40具有两个接线端41、以及控制两个接线端41开路或闭路的控制端42。每个控制开关40上的两个接线端41中的一个接线端41与对应的自旋轨道矩提供线20连接,另一个接线端41与对应的第二测试电极32连接;且同一自旋轨道矩提供线20上的两个控制开关40的控制端42串联连接。测试结构还包括m个第三测试电极33(图1、图2及图3中的电极b、b1、b2、…、bm、…、bn表示第三测试电极33),其中,m为大于0且小于或等于n的整数。每个第三测试电极33至少与一个自旋轨道矩提供线20上的两个控制开关40的控制端42连接,以控制控制开关40开路或闭路,且每个自旋轨道矩提供线20上的两个控制开关40的控制端42仅与一个第三测试电极33连接。通过设置m个第三测试电极33,且一个第三测试电极33至少连接一个控制开关40的控制端42,可以控制与该第三测试电极33连接的控制开关40。在应用时,可以根据需要将不同的磁性隧道结10从测试电路中隔离开来,从而避免因单个或几个磁性隧道结10短路,而影响对其他磁性隧道结10的测试。具体的,在两个第一测试电极31之间的电阻值超出设定范围时,逐个单独在m个第三测试电极33中的每个第三测试电极33中通电以测试两个第一测试电极31之间的电阻值,以确定某一个或某几个磁性隧道结10发生异常。在确定发生异常的磁性隧道10后,在该一个或几个磁性隧道结10对应的第三测试电极33加载电压,以使该一个或该几个磁性隧道结10从测试电路中短路,从而使测试电路将这一个或几个磁性隧道结10隔开;之后测试两个第一测试电极31之间的电阻值。

在具体确定控制开关40时,控制开关40可以为n/pmos管(一种具有三个电极的绝缘栅型场效应管)、bjt(bipolarjunctiontransistor,双极结型晶体管)或igbt(insulatedgatebipolartransistor,绝缘栅双极型晶体管),以便于设置控制开关40以及对控制开关40进行闭路或开路的控制。

在具体确定上述第三测试电极33的个数时,参考图2,第三测试电极33的个数可以为n个,即第三测试电极33的个数与磁性隧道结10的个数相等,每个自旋轨道矩提供线20上的两个控制开关40的控制端42均连接有一个第三测试电极33,且每个第三测试电极33仅与一个自旋轨道矩提供线20上的控制开关40的控制端42连接。此时,在应用时,可以通过控制每个第三测试电极33是否通电,从而控制是否使该磁性隧道结10从测试电路中隔离开来。如果n个磁性隧道结10中的一个或多个磁性隧道结10短路了,可以使该自旋轨道矩提供线20上的控制开关40闭路,从而使测试电路在测试时,不测试磁性隧道结10短路的结构。应当理解的是,第三测试电极33的个数并不限于上述示出的n个,除此之外,还可以采用其他的个数。

例如,第三测试电极33的个数还可以为1个,具体的,参考图3,此时第三测试电极33的个数为1个,且n个自旋轨道矩提供线20上的控制开关40的控制端42都与该第三测试电极33连接,第三测试电极33控制所述控制开关40的开路或闭路。在应用时,首先通过向第三测试电极33通电,使所有的控制开关40闭路;之后通过两个第二测试电极32向所有的自旋轨道矩提供线20提供激励电流,引起所有的磁性隧道结10翻转。之后通过第三测试电极33断电,使所有的控制开关40开路,从而可以通过测试两个第一测试电极31之间的电阻值,测试n个磁性隧道结10首尾依次串联连接后的电阻值。

应当注意的是,第三测试电极33的个数可以为1个、2个、3个等大于0且小于或等于n的任意值。在具体确定第三测试电极33的个数时,如果n个磁性隧道结10都较为可靠及稳定,可以设置第三测试电极33的个数少一些,从而减少第三测试电极33所占用的空间;如果n个磁性隧道结10的可靠性及稳定性较差,可以多设置一些第三测试电极33,从而可以通过控制每个第三测试电极33所连接的控制开关40的开路或闭路,将1个或几个磁性隧道结10从测试电路中隔离开,防止因个别的磁性隧道结10短路而影响整个测试结构的测试工作,从而增加测试结构在应用时的灵活性。在应用时,在研发初期可利用较多第三测试电极33以降低失效器件(磁性隧道结10断路(open)或短路(short))对测试结果的影响,提高测试结构利用率。在量产期可串联更多磁性隧道结10,并且设置更少的第三测试连接,以提高测试效率。

实施例2

参考图4、图5及图6,还可以采用自旋轨道矩提供线20之间串联的连接方式。具体的,如图4所示,任意相邻的两个自旋轨道矩磁存储位元之间,其中一个自旋轨道矩磁存储位元中的自旋轨道矩提供线20与另一个自旋轨道矩磁存储位元中的自旋轨道矩提供线20串联连接。两个第一测试电极31(图4、图5、图6中的电极a和c表示两个第一测试电极31)还分别与n个自旋轨道矩提供线20中位于首尾两端的两个自旋轨道矩提供线20串联连接,以给n个自旋轨道矩提供线20提供翻转电流。激励电路包括设置在任意相邻的两个自旋轨道矩提供线20之间且用于控制相邻的两个自旋轨道矩提供线20开路还是闭路的控制开关40。在需要对n个磁性隧道结10进行激励时,控制开关40闭路,使两个第一测试电极31可对n个自旋轨道矩提供线20提供翻转电流,从而激励磁性隧道结10翻转;在需要测试两个第一测试电极31之间的电阻值时,控制开关40开路,以测试n个磁性隧道结10首尾依次串联连接的电阻值。且通过自旋轨道矩提供线20串联连接,从而减少测试电极以及控制开关40的个数,进一步减少测试结构所占用的面积。

n个磁性隧道结10中相邻的两个磁性隧道结10的连接方式与上述示出的方式相同,在此不再赘述。另外,参考图4、图5及图6,位于首尾两端的两个磁性隧道结10分别与两个第一测试电极31连接。位于左侧的磁性隧道结10(以图4、图5及图6示出的结构为参考)与电极a连接,连接的方式可以为该磁性隧道结10上的自旋轨道矩提供线20部分作为电极a与该磁性隧道结10上的自由层11之间连接的导体,且该自旋轨道矩提供线20的一端与电极a连接,从而防止该自旋轨道矩提供线20不能给该自旋轨道矩提供线20对应的磁性隧道结10提供足够的激励电流。位于右侧的磁性隧道结10(以图1、图2及图3示出的结构为参考)与电极c连接,连接的方式为该磁性隧道结10上的参考层13通过导体与电极c连接,该磁性隧道结10对应的自旋轨道矩提供线20的一端也与电极c连接,且在该自旋轨道矩提供线20与电极c之间还设置有控制开关40,以控制电极c与自旋轨道矩提供线20之间开路还是闭路,以防止自旋轨道矩提供线20影响测试电路测试。

在具体设置控制开关40时,参考图4,控制开关40具有两个接线端41、以及控制两个接线端41开路或闭路的控制端42,其中,每个控制开关40的两个接线端41中的一个接线端41与相邻的两个自旋轨道矩提供线20中的一个自旋轨道矩提供线20连接,另一个接线端41与相邻的两个自旋轨道矩提供线20中的另一个自旋轨道矩提供线20连接。激励电路包括m个第三测试电极33(图4、图5及图6中的电极b、b1、b2、…、bm、…、bn表示第三测试电极33),其中,m为大于0且小于或等于n的整数。每个第三测试电极33至少与一个控制开关40的控制端42连接,以开启或闭路该自旋轨道矩提供线20上的控制开关40的两个接线端41。且每个控制开关40的控制端42仅与一个第三测试电极33连接。通过设置m个第三测试电极33,且一个第三测试电极33至少连接一个控制开关40的控制端42,可以控制与该第三测试电极33连接的控制开关40。在应用时,可以根据需要将不同的磁性隧道结10从测试电路中隔离开来,从而避免因单个或几个磁性隧道结10短路,而影响对其他磁性隧道结10的测试。具体的,在两个第一测试电极31之间的电阻值超出设定范围时,逐个单独在m个第三测试电极33中的每个第三测试电极33中通电以测试两个第一测试电极31之间的电阻值,以确定某一个或某几个磁性隧道结10发生异常。在确定发生异常的磁性隧道组件后,在该一个或几个磁性隧道结10对应的第三测试电极33加载电压,以使该一个或该几个磁性隧道结10从测试电路中短路,从而使测试电路将这一个或几个磁性隧道结10隔开;之后测试两个第一测试电极31之间的电阻值。

在具体确定控制开关40时,控制开关40同样可以为n/pmos管(一种具有三个电极的绝缘栅型场效应管)、bjt(bipolarjunctiontransistor,双极结型晶体管)或igbt(insulatedgatebipolartransistor,绝缘栅双极型晶体管),以便于设置控制开关40以及对控制开关40进行闭路或开路的控制。

在具体确定上述第三测试电极33的个数时,第三测试电极33的个数可以为n个,即第三测试电极33的个数与磁性隧道结10的个数相等,任意相邻的两个自旋轨道矩提供线20之间的控制开关40的控制端42均连接有一个第三测试电极33,且每个第三测试电极33仅与一个控制开关40的控制端42连接;且电极c及位于右侧的自旋轨道矩提供线20之间的控制开关40也连接有一个第三测试电极33。此时,在应用时,可以通过控制每个第三测试电极33是否通电,从而控制是否使该磁性隧道结10从测试电路中隔离开来。如果n个磁性隧道结10中的一个或多个磁性隧道结10短路了,可以使该自旋轨道矩提供线20两端的两个控制开关40均闭路,从而使测试电路在测试时,不测试磁性隧道结10短路的结构。应当理解的是,第三测试电极33的个数并不限于上述示出的n个,除此之外,还可以采用其他的个数。

例如,第三测试电极33的个数还可以为1个,具体的,参考图3,此时第三测试电极33的个数为1个,且n个控制开关40的控制端42都与该第三测试电极33连接,即该第三测试电极33控制所述控制开关40的开路或闭路。在应用时,首先通过向第三测试电极33通电,使所有的控制开关40闭路;之后通过两个第一测试电极31向所有的自旋轨道矩提供线20提供激励电流,激励所有的磁性隧道结10翻转。之后通过第三测试电极33断电,使所有的控制开关40开路,从而可以通过测试两个第一测试电极31之间的电阻值,测试n个磁性隧道结10首尾依次串联连接后的电阻值。

应当注意的是,第三测试电极33的个数可以为1个、2个、3个等大于0且小于或等于n的任意值。在具体确定第三测试电极33的个数时,如果n个磁性隧道结10都较为可靠及稳定,可以设置第三测试电极33的个数少一些,从而减少第三测试电极33所占用的空间;如果n个磁性隧道结10的可靠性及稳定性较差,可以多设置一些第三测试电极33,从而可以通过控制每个第三测试电极33所连接的控制开关40的开路或闭路,将1个或几个磁性隧道结10从测试电路中隔离开,防止因个别的磁性隧道结10短路而影响整个测试结构的测试工作,从而增加测试结构在应用时的灵活性。在应用时,在研发初期可利用较多第三测试电极33以降低失效器件(磁性隧道结10断路(open)或短路(short))对测试结果的影响,提高测试结构利用率。在量产期可串联更多磁性隧道结10,并且设置更少的第三测试连接,以提高测试效率。

实施例3

还可以采用n个自旋轨道矩提供线20中的部分采用并联连接的方式,部分采用串联连接的方式。其中,多个自旋轨道矩提供线20并联连接的具体设置方式与实施例1中的方式相同,多个自旋轨道矩提供线20串联连接的具体设置方式与实施例2中的方式相同,在此不再赘述。

另外,应当注意的是,在具体确定n个自旋轨道矩提供线20采用串联连接的方式还是采用并联连接的方式时,其可以根据自旋轨道矩提供线20的个数确定,在自旋轨道矩提供线20的个数较多时,可以采用并联连接的方式,从而保证每个自旋轨道矩提供线20上激励电压都相等。在自旋轨道矩提供线20的个数较少时,可以采用串联连接的方式,从而减少控制开关40以及测试电极的个数,从而减少测试结构所占用的面积。

应当注意的是,对磁性隧道结10的翻转激励除了采用电激励源的方式外,还可以采用其他的激励方式。例如,还可以采用磁激励源的方式,此时该测试结构还包括用于给n个磁性隧道结10提供激励的磁激励组件,磁激励组件产生可变磁场,从而激励n个磁性隧道结10翻转,同时测试两个第一测试电极31之间的电阻值,以分析拟合得到n个磁性隧道结10的rp、rap、tmr、vc及ic分布参数。使测试结构既可以采用电激励源,也可以采用磁激励源,便于对相同器件进行多维度分析。

通过使n个自旋轨道矩磁存储位元首尾依次串联连接,在n个自旋轨道矩磁存储位元中位于首尾两端的两个自旋轨道矩磁存储位元上分别串联两个第一测试电极31,且还设置激励n个磁性隧道结10翻转的激励电路,从而简化测试结构的设置,减小测试器件的总面积。在应用时,便于测试n个磁性隧道结10依次串联的电阻值,进而依据所测得的电阻值分析拟合得到其rp、rap、tmr、vc及ic分布等电性参数,同时对大量器件进行测试,从而提高测试效率。

另外,本发明实施例还提供了一种sot-mram的测试结构所对应的测试方法,该测试方法包括:激励电路对n个磁性隧道结10提供激励;测量两个第一测试电极31之间的电阻值;重复以上步骤,测试不同激励电压下的电阻值;采用串联测试方法计算拟合得到n个磁性隧道结10的rp、rap、tmr、vc及ic分布参数。通过采用n个磁性隧道结10串联连接,之后测试串联后的磁性隧道结10在不同激励电压下的电阻值,采用串联测试方法计算拟合得到n个磁性隧道结10的rp、rap、tmr、vc及ic分布参数,从而可同时对大量器件进行测试,从而提高测试效率。

其中,上述重复以上步骤,测试不同激励电压下的电阻值具体可以为:对激励源按照一定方式(step)进行扫描(shmoo),然后对所得r-s曲线利用参数特征值进行拟合。

另外,还可以在测试前,打开激励电路,对测试结构进行初始化,使n个磁性隧道结10均处于高阻态或低阻态。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

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