《表1 1T1R RRAM典型故障Tab.1 Typical faults of 1T1R RRAM》

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《1T1R结构RRAM的故障可测性设计》

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对RRAM典型故障检测的主要目的除了检测故障的类型，更是反馈到工艺研发和设计中并及时提出优化条件。不同故障虽有类似的逻辑功能表现，但是反映的实际问题却不尽相同，所以准确识别故障、及时排除干扰非常关键。分析实际流片后的1 Mbit的RRAM存储模块大量测试结果，以图2中的DEEP 0故障和SW1故障为例，可以看出，若对RRAM的测试读写操作次数设置为小于等于2次，则这两种故障的表现状态都是DEEP 0故障，显然就出现了故障误判断；当把连续操作次数设置为5次甚至更多次时，可以明显看到在第3次操作时，DEEP 0故障和SW1故障就被区分开来。为了方便分析，本文在这里定义一种<（Rx/Wx∶BN∶Y/N）+>形式的故障检测表达式，以描述读写操作方式及操作基数等需求，其中，Rx/Wx代表读或写操作，x属于{0，1}；BN表示操作的基数要求；Y/N表示当故障检测读写操作大于1次时，对同一单元的下一步操作与当前操作是否需要连续进行，Y表示需要，N表示不需要，该单元累加操作次数大于等于基数即可；+表示读写分为多步。如<（W1∶1∶N），（R1∶2∶Y） >描述的是:故障检测包含两步，至少3次的操作，（W1∶1∶N） 表示器件初始化写“1”1次，与接下来的读“1”操作无需连续进行，（R1∶2∶Y） 表示进行2次读“1”操作，且这两次操作是连续的，该检测表达式也等同于{（W1），（R1，R1） }或（W1，R1，R1）。表1给出了相应故障的描述、故障原语和故障检测表达式。