测试结构和测试方法技术

本申请提供了一种测试结构和测试方法。该测试结构包括：至少一个自旋轨道矩提供线；多个阻变器件，各阻变器件位于自旋轨道矩提供线的表面上，阻变器件包括至少一个磁性层；第一测试电极，与至少一个自旋轨道矩提供线的一端电连接；第二测试电极，与至少一个自旋轨道矩提供线的一端电连接；第三测试电极，与阻变器件的远离自旋轨道矩提供线的一端电连接。利用本申请的测试结构进行测试，可以一次进行多个器件的测量，获取统计信息进而可以有效节省测试时间，极大提升测试效率。极大提升测试效率。极大提升测试效率。

【技术实现步骤摘要】
测试结构和测试方法


[0001]本申请涉及存储器领域，具体而言，涉及一种测试结构和测试方法。

技术介绍

[0002]在具有自旋轨道矩效应(spin orbit torque，SOT)或自旋霍尔效应(spin Hall effect)的材料中通入电流时，会在材料的界面处产生自旋极化的自旋电流，该自旋电流可以用于翻转纳米磁铁，例如磁性隧道结中的自由层，图1和图2为基于自旋轨道矩提供线10和MTJ的存储结构40写入原理图。可以用于存储器件的制备。
[0003]作为一种存储器件，写入翻转电压是一个重要参数。
[0004]在研发阶段为了拿到器件翻转电压的分布，确保量产阶段产品的功能性，测试样本的选取会较多，目前对多样本翻转电压测试，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。
[0005]在研发阶段为了得到MTJ器件的翻转电压分布，分析MTJ的性能及失效机理，会测试大量MTJ样品，一般会逐个对样本进行测试，然后对测试数据进行处理分析，得到最终的翻转电压分布。
[0006]具体地，现有技术中测量大量MTJ器件的翻转电压的方法包括以下步骤：
[0007]步骤S101，施加一定幅值和宽度的电压脉冲作用于单个MTJ器件；
[0008]步骤S102，在较低电压下测量器件的电阻值；
[0009]步骤S103，增加施加的脉冲电压幅值，图3为步骤S101以及S102的电压施加时序图，在依次递增的高电压下写入，在低电压下读取阻值，依次重复步骤S101和S102，直到电阻值发生跳变，如图4所示，记录此时施加的电压即为该器件的翻转电压；
[0010]对多个MTJ器件重复以上步骤，得到每个器件的翻转电压。统计处理数据即可得到器件的翻转电压分布，如图5所示。
[0011]上述的测试方法需要对多个MTJ逐个进行测试，需要进行若干次的IV曲线扫描才能统计得出翻转电压的分布曲线，测试花费时间长。
[0012]在
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部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的
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的理解，因此，
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中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

技术实现思路

[0013]本申请的主要目的在于提供一种测试结构和测试方法，以解决现有技术中获取翻转电压的分布曲线所需要的时间较长的技术问题。
[0014]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种测试结构，包括：至少一个自旋轨道矩提供线；多个阻变器件，各所述阻变器件位于所述自旋轨道矩提供线的表面上，所述阻变器件包括至少一个磁性层；第一测试电极，与至少一个所述自旋轨道矩提供线的第一端电连接；第二测试电极，与至少一个所述自旋轨道矩提供线的第二端电连接；第三
测试电极，分别与多个所述阻变器件的远离所述自旋轨道矩提供线的一端电连接。
[0015]进一步地，所述自旋轨道矩提供线有多个，且所述阻变器件一一对应地设置在所述自旋轨道矩提供线上。
[0016]进一步地，各所述自旋轨道矩的一端分别与所述第一测试电极电连接，各所述自旋轨道矩的另一端分别与所述第二测试电极电连接。
[0017]进一步地，多个所述自旋轨道矩提供线串联形成自旋轨道矩提供组，所述自旋轨道矩提供组的一端与所述第一测试电极电连接，所述自旋轨道矩提供组的另一端与所述第二测试电极电连接。
[0018]进一步地，所述自旋轨道矩提供线有一个，各所述阻变器件间隔地设置在所述自旋轨道矩提供线的表面上，所述自旋轨道矩提供线的一端与所述第一测试电极电连接，所述自旋轨道矩提供线的另一端与所述第二测试电极电连接。
[0019]进一步地，所述自旋轨道矩提供线包括依次连接的第一自旋段、第二自旋段和第三自旋段，其中，所述第一自旋段和所述第三自旋段平行，所述第一自旋段和第三自旋段在通过电流时电流方向相反。
[0020]进一步地，所述第三测试电极有两个，位于所述第一自旋段上的各所述阻变器件与一个所述第三测试电极电连接，位于所述第三自旋段上的各所述阻变器件与另一个所述第三测试电极电连接。
[0021]进一步地，所述阻变器件为MTJ。
[0022]为了实现上述目的，根据本申请的另一个方面，提供了一种测试方法，包括：步骤S2，在第一测试电极和第二测试电极之间施加激励电信号，或者在所述第一测试电极和第三测试电极之间施加所述激励电信号；步骤S3，在所述第二测试电极和所述第三测试电极之间或者在所述第三测试电极和所述第一测试电极之间施加预定电信号，测试多个阻变器件的电阻，所述预定电信号小于所述阻变器件的任意一个磁性层的翻转电信号；步骤S4，依次重复执行所述步骤S2和所述步骤S3多次，直到所述阻变器件的电阻不再发生变化，得到第一关系式，所述第一关系式为所述电阻与所述激励电信号之间的关系式，且得到的至少部分所述电阻不同，任意两次重复过程中，后一次的所述激励电信号大于或者小于前一次的所述激励电信号，且多次所述重复过程中，所述激励电信号单调变化；步骤S6，至少根据所述第一关系式获取所述阻变器件的电性能参数，所述电性能参数包括至少一个所述磁性层的翻转电压的均值和所述翻转电压的标准差。
[0023]进一步地，在所述步骤S2之前，所述测试方法还包括：步骤S1，初始化各所述阻变器件，使得各所述阻变器件处于相同的阻态。
[0024]进一步地，所述步骤S2中还包括：所述步骤S2中，在所述第一测试电极和所述第二测试电极之间施加激励电信号，所述步骤S2还包括：在所述第三测试电极上施加预定调控电压。
[0025]进一步地，所述步骤S2中，在所述第一测试电极和所述第三测试电极之间施加激励电信号，所述激励电信号为激励电压。
[0026]进一步地，所述步骤S4中，最后一次施加的所述激励电信号为终点激励电信号，所述测试方法还包括：步骤S5，依次重复执行所述步骤S2和所述步骤S3多次，直到所述阻变器件的电阻不再发生变化，得到第二关系式，所述第二关系式为所述电阻与所述激励电信号
之间的关系式，且得到的至少部分所述电阻不同，多次重复过程中，后一次的所述激励电信号与前一次的所述激励电信号之间的差值为第一差值，所述步骤S4中的后一次的所述激励电信号与前一次的所述激励电信号之间的差值为第二差值，所述第一差值和所述第二差值中的一个大于0，另一个小于0。
[0027]进一步地，所述步骤S6包括：根据所述第一关系式获取第三关系式，和/或根据所述第二关系式获取第四关系式，所述第三关系式和所述第四关系式分别为所述电阻的倒数与所述激励电信号对应的电压之间的关系式；根据所述第三关系式和/或所述第四关系式，得到拟合公式；根据所述拟合公式获取所述电性能参数。
[0028]进一步地，根据所述第三关系式和/或所述第四关系式，得到拟合公式，包括：根据所述第三关系式获取第五关系式，和/或根据所述第四关系式获取第六关系式，所述第五关系式和所述第六关系式分别为所述阻变器件的翻转概率密度与所述激励电信号对应的电压之间的关系式；对所述第五关系式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试结构，其特征在于，包括：至少一个自旋轨道矩提供线；多个阻变器件，各所述阻变器件位于所述自旋轨道矩提供线的表面上，所述阻变器件包括至少一个磁性层；第一测试电极，与至少一个所述自旋轨道矩提供线的第一端电连接；第二测试电极，与至少一个所述自旋轨道矩提供线的第二端电连接；第三测试电极，分别与多个所述阻变器件的远离所述自旋轨道矩提供线的一端电连接。2.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述自旋轨道矩提供线有多个，且所述阻变器件一一对应地设置在所述自旋轨道矩提供线上。3.根据权利要求2所述的测试结构，其特征在于，各所述自旋轨道矩的一端分别与所述第一测试电极电连接，各所述自旋轨道矩的另一端分别与所述第二测试电极电连接。4.根据权利要求2所述的测试结构，其特征在于，多个所述自旋轨道矩提供线串联形成自旋轨道矩提供组，所述自旋轨道矩提供组的一端与所述第一测试电极电连接，所述自旋轨道矩提供组的另一端与所述第二测试电极电连接。5.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述自旋轨道矩提供线有一个，各所述阻变器件间隔地设置在所述自旋轨道矩提供线的表面上，所述自旋轨道矩提供线的一端与所述第一测试电极电连接，所述自旋轨道矩提供线的另一端与所述第二测试电极电连接。6.根据权利要求5所述的测试结构，其特征在于，所述自旋轨道矩提供线包括依次连接的第一自旋段、第二自旋段和第三自旋段，其中，所述第一自旋段和所述第三自旋段平行，所述第一自旋段和第三自旋段在通过电流时电流方向相反。7.根据权利要求6所述的测试结构，其特征在于，所述第三测试电极有两个，位于所述第一自旋段上的各所述阻变器件与一个所述第三测试电极电连接，位于所述第三自旋段上的各所述阻变器件与另一个所述第三测试电极电连接。8.根据权利要求1至7中任一项所述的测试结构，其特征在于，所述阻变器件为MTJ。9.一种用于测试权利要求1至8中任一项所述的测试结构的测试方法，其特征在于，包括：步骤S2，在第一测试电极和第二测试电极之间施加激励电信号，或者在所述第一测试电极和第三测试电极之间施加所述激励电信号；步骤S3，在所述第二测试电极和所述第三测试电极之间或者在所述第三测试电极和所述第一测试电极之间施加预定电信号，测试多个阻变器件的电阻，所述预定电信号小于所述阻变器件的任意一个磁性层的翻转电信号；步骤S4，依次重复执行所述步骤S2和所述步骤S3多次，直到所述阻变器件的电阻不再发生变化，得到第一关系式，所述第一关系式为所述电阻与所述激励电信号之间的关系式，且得到的至少部分所述电阻不同，任意两次重复过程中，后一次的所述激励电信号大于或者小于前一次的所述激励电信号，且多次所述重复过程中，所述激励电信号单调变化；步骤S6，至少根据所述第一关系式获取所述阻变器件的电性能参数，所述电性能参数包括至少一个所述磁性层的翻转电压的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何世坤，王明，竹敏，
申请(专利权)人：浙江驰拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：