一种高故障覆盖率的阻变存储器的测试方法与流程

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1.本发明涉及新型存储rram测试技术领域，尤其涉及一种高故障覆盖率的阻变存储器的测试方法。

背景技术：

2.阻变存储器（rram）是一种具有高读写速度、高存储密度、高耐受性和持久性、且可以3d集成的低功耗非易失性存储器，其制备工艺简单且和cmos工艺兼容，有望成为替代dram、sram和flash成为通用存储器，具有广泛的应用前景和研究价值。
3.目前，针对阻变存储器的测试领域尚未有一个统一的规范化测试标准。传统的存储器测试方法一般都存在时间复杂度高或故障覆盖率低的不足，例如棋盘法虽然测试周期短、复杂度低，但仅覆盖固定（saf）故障和耦合（cf）故障；乒乓法可以覆盖saf故障、变迁（tf）故障、地址故障、一些状态耦合故障，但其时间复杂度为o（n2），测试周期过长，效率低下。鉴于阻变存储机制的特殊性，当出现故障情况时，不同类型的故障表现形式几乎一致，不易区分；此外，采用传统的测试方法，随着阻变存储单元数目的增加，存储器故障测试周期也成倍的增加，严重影响了产品化测试进度和研发生产效率。

技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种高故障覆盖率的阻变存储器的测试方法，其具体技术方案如下：一种高故障覆盖率的阻变存储器的测试方法，包括以下步骤：步骤一：对阻变存储器的存储单元进行forming操作，地址升序或者降序均可；步骤二：按照地址升序的方式，对选中的阻变存储单元进行读1和写0操作，2次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕；步骤三：按照地址升序的方式，对选中的阻变存储单元进行2次连续的读0操作，随后执行1次写1操作，3次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕；步骤四：按照地址升序的方式，对选中的阻变存储单元执行2次连续的读1操作，随后执行写0、写1和读1操作，5次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕；步骤五：按照地址降序的方式，对选中的阻变存储单元进行读1、写0、读0操作，3次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕；步骤六：按照地址降序的方式，对选中的阻变存储单元进行写1、写0、读0操作，3次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕；步骤七：按照地址升序的方式，对选中的阻变存储单元进行读0、写1、读1操作，3次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕；步骤八：延迟或暂停一段时间，按照地址升序的方式，对选中的阻变存储单元进行读1、写0、读0操作，3次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕；
步骤九：测试结束并输出所有阻变存储单元的故障类型的统计表，该统计表标记了所述阻变存储器中的每一个故障存储单元的故障类型。
5.进一步地，所述步骤一中的forming操作具体指：采用一个较高的电压，对处于初始化阶段的较高阻状态的阻变存储器进行软击穿，激活该阻变存储器的可操作性性。
6.进一步地，所述步骤二至步骤四、以及步骤七和步骤八的地址升序具体是指：对阻变存储器的存储单元的地址值由低到高的索引，按照单调递增的方式，直到执行完所有的存储单元；所述步骤五至步骤六的地址降序具体是指：对阻变存储器的存储单元的地址值由高到低的索引，按照单调递减的方式，直到执行完所有的存储单元；所述步骤二至步骤八的读1操作具体指：读取所述阻变存储单元的电阻值，判断该阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态并记录pass或者fail的判断结果；所述步骤二至步骤八的读0操作具体指：读取所述阻变存储单元的电阻值，判断该阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态并记录pass或者fail的判断结果；所述步骤二至步骤八的写1操作具体指：对所述阻变存储单元施加置位电压，使得所述阻变存储单元处于低阻态；所述步骤二至步骤八的写0操作具体指：对所述阻变存储单元施加复位电压，使得所述阻变存储单元处于高阻态。
7.进一步地，所述步骤二具体包括以下子步骤：(2.1) 选择地址值最小的阻变存储单元；(2.2) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为pass；否则记为fail并标记所述存储单元的故障类型为open故障；(2.3) 对所述阻变存储单元施加复位电压，使得阻变存储单元处于高阻态；(2.4) 地址值加1并选中对应的阻变存储单元，重复(2.2)、(2.3)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。
8.进一步地，所述步骤三具体包括以下子步骤：(3.1) 选择地址值最小的阻变存储单元；(3.2) 连续2次读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态：若阻变存储单元的2次读取结果均为高阻态，记录2次读取结果均为pass；若阻变存储单元的第1次读取结果为高阻态，阻变存储单元的第2次读取结果为低阻态，记录第1次读取结果为pass，记录第2次读取结果为fail，标记阻变存储单元的故障类型为r0d故障；若阻变存储单元的2次读取结果均为低阻态，记录2次读取结果均为fail；(3.3) 对所述阻变存储单元施加置位电压，使得阻变存储单元处于低阻态；(3.4) 地址值加1并选中对应的阻变存储单元，重复(3.2)、(3.3)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。
9.进一步地，所述步骤四具体包括以下子步骤：(4.1) 选择地址值最小的阻变存储单元；(4.2) 连续2次读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的2次读取结果均为低阻态，记录2次读取结果均为pass；若阻变存储单元的第1次读取结果为低阻态，阻变存储单元的第2次读取结果为高阻态，记录第1次读取结果为pass，记录第2次读取结果为fail，标记阻变存储单元的故障类型为r1d故障；若阻变存储单元的2次读取结果均为高阻态，记录2次读取结果均为fail；
(4.3) 对所述阻变存储单元施加复位电压，使得阻变存储单元处于高阻态；(4.4) 对所述阻变存储单元施加置位电压，使得所述阻变存储单元处于低阻态；(4.5) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在 (4.2) 步骤的两次读取结果均为fail或第一次读取结果为pass且第二次读取结果为fail，则标记存储单元的故障类型为r1d故障；若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在 (4.2) 步骤的两次读取结果均为pass或第一次读取结果为pass且第二次读取结果为fail，则标记存储单元的故障类型为over reset故障和r1d故障；(4.6) 地址值加1并选中对应的阻变存储单元，重复(4.2)、(4.3)、(4.4)、(4.5)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。
10.进一步地，所述步骤五具体包括以下子步骤：(5.1) 选择地址值最大的阻变存储单元；(5.2) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在(4.2)步骤的两次读取结果均为fail，若阻变存储单元在(4.5)步骤中的读取结果为pass，则标记阻变存储单元的故障类型为r1d故障；若阻变存储单元在(4.5)步骤中的读取结果为fail，则标记所述阻变存储单元的故障类型为tf故障；若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为fail；(5.3) 对所述阻变存储单元施加复位电压，使得阻变存储单元处于高阻态；(5.4) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态：若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为pass；若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为fail；(5.5) 地址值减1并选中对应的阻变存储单元，重复(5.2)、(5.3)、(5.4)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。
11.进一步地，所述步骤六具体包括以下子步骤：(6.1) 选择地址值最大的阻变存储单元；(6.2) 对所述阻变存储单元施加置位电压，使得阻变存储单元处于低阻态；(6.3) 对所述阻变存储单元施加复位电压，使得阻变存储单元处于高阻态；(6.4) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态：若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在(3.2)、(5.4)步骤中的3次读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为sw0故障；若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在(3.2)、(5.4)步骤的3次读取结果均为fail，则标记存储单元的故障类型为deep1故障；若阻变存储单元在(3.2)、(5.4)步骤的3次读取结果均为pass，则标记存储单元的故障类型为over set故障；若阻变存储单元在(3.2)步骤的读取结果中包含fail，且阻变存储单元在(5.4)步骤的读取结果为pass，则标记存储单元的故障类型为over set故障和r0d故障；(6.5) 地址值减1并选中对应的阻变存储单元，重复(6.2)、(6.3)、(6.4)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。
12.进一步地，所述步骤七具体包括以下子步骤：
(7.1) 选择地址值最小的阻变存储单元；(7.2) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态：若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在(3.2)步骤的2次读取结果均为fail，且若阻变存储单元在(5.4)、(6.4)步骤的读取结果均为pass，则标记存储单元的故障类型为over forming故障；若阻变存储单元在(3.2)、(5.4)步骤的读取结果均为fail，且若阻变存储单元在(6.4)步骤的读取结果为pass，则标记存储单元的故障类型为sw0故障；若阻变存储单元在(3.2)步骤的2次读取结果均为pass，且若阻变存储单元在(5.4)、(6.4)步骤的读取结果均为fail，则标记存储单元的故障类型为tf故障；若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在(3.2)、(4.2)、(4.5)、(5.2)、(6.4)步骤的读取结果均为pass，则标记阻变存储单元的故障类型为地址故障；若阻变存储单元在(3.2)、(4.2)、(4.5)、(6.4)步骤的读取结果均为pass，阻变存储单元在(5.2) 步骤的读取结果为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为cf故障；(7.3) 对所述阻变存储单元施加置位电压，使得阻变存储单元处于低阻态；(7.4) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在(4.2)、(4.5)、(5.2)步骤的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为sw1故障；若所述阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在(2.2)、(4.2)、(4.5)、(5.2)步骤的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为open故障；若阻变存储单元在(2.2)步骤的读取结果为pass，且若阻变存储单元在(4.2)、(4.5)、(5.2)步骤的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为deep0故障；(7.5) 地址值加1并选中对应的阻变存储单元，重复(7.2)、(7.3)、(7.4)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。
13.进一步地，所述步骤八具体包括以下子步骤：(8.1) 延迟或暂停一段时间，选择地址值最小的阻变存储单元；(8.2) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在(7.4)步骤中的读取结果为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为tf故障；若所述阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在(4.2)、(7.4)中的读取结果均为pass，则标记阻变存储单元的故障类型为数据保持故障；若阻变存储单元在(2.2)、(4.2)、(4.5)、(5.2)、(7.4)步骤中的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为open故障；若阻变存储单元在(2.2)步骤的读取结果为pass，且若阻变存储单元在(4.2)、(4.5)、(5.2)、(7.4)步骤中的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为deep0故障；(8.3) 对所述阻变存储单元施加复位电压，使得阻变存储单元处于高阻态；(8.4) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态：若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为pass；若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在(3.2)、(5.4)、(6.4)、(7.2)步骤中的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为deep1故障；
(8.5) 地址值加1并选中对应的阻变存储单元，重复(8.2)、(8.3)、(8.4)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。
14.本发明的优点：相较于传统的march算法及其衍生算法，本发明公开的测试方法故障覆盖率高，有效的缩短了大容量阻变存储器的测试时间，提高了阻变存储器的故障测试效率，适用于各种阻变存储器的故障测试需求。
附图说明
15.图1为本技术实施例所提供的测试算法流程示意图；图2为本技术实施例所提供的测试算法步骤二的流程示意图；图3为本技术实施例所提供的测试算法步骤三的流程示意图；图4为本技术实施例所提供的测试算法步骤四的流程示意图；图5为本技术实施例所提供的测试算法步骤五的流程示意图；图6为本技术实施例所提供的测试算法步骤六的流程示意图；图7为本技术实施例所提供的测试算法步骤七的流程示意图；图8为本技术实施例所提供的测试算法步骤八的流程示意图。
具体实施方式
16.为了使本发明的目的、技术方案和技术效果更加清楚明白，以下结合说明书附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
17.本发明公开了一种高故障覆盖率的阻变存储器的测试方法，通过将该方法中对阻变存储器的读写操作与传统的march元素结合，设计成如下的测试算法，表达式为：
↕
(f),
↑
(r1,w0),
↑
(r0,r0,w1),
↑
(r1,r1,w0,w1,r1),
↓
(r1,w0,r0),
↓
(w1,w0,r0),
↑
(r0,w1,r1)，del
↑
(r1,w0,r0)，其中，
“↑”
表示地址升序，
“↓”
表示地址降序，
“↕”
表示地址升序或降序均可。“r0(1)”表示读0(1)操作，期望结果是0(1)；“w0(1)”表示写0(1)操作；“f”表示阻变存储器的forming操作，“del”表示延迟或暂停。该测试算法包含8个march元素，可以检测出阻变存储器存储单元的14种常见故障类型，算法的时间复杂度仅为23n。
18.本发明公开的测试方法能够覆盖包括open故障、over forming故障、over set故障、over reset故障、r1d故障、r0d故障、sw1故障、sw0故障、deep1故障、deep0故障、cf故障、tf故障、地址故障、数据保持故障在内的14种阻变存储器的常见故障类型。
19.具体的，如图1-8所示，本发明的测试方法，用i
x
表示算法的各个元素，则i1~i8表示算法的第一至第八个元素，具体实现包括以下步骤：步骤一：算法执行i1元素，对阻变存储器的存储单元进行forming操作，地址升序或者降序均可。其中的forming操作具体是指：阻变存储器在制备完成后处于初始化阶段，此时该阻变存储器通常处于较高阻状态，需要一个较高的电压来实现对阻变存储器的软击穿，从而激活该阻变存储器的可操作性。
20.步骤二：算法执行i2元素，按照地址升序的方式，对选中的阻变存储单元进行读1和写0操作，2次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕。
21.具体地，包括如下子步骤：(2.1) 选择地址值最小的阻变存储单元；(2.2) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为pass；否则记为fail并标记所述存储单元的故障类型为open故障；(2.3) 对所述阻变存储单元施加复位电压，使得阻变存储单元处于高阻态；(2.4) 地址值加1并选中对应的阻变存储单元，重复(2.2)、(2.3)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。
22.步骤三：算法执行i3元素，按照地址升序的方式，对选中的阻变存储单元进行2次连续的读0操作，随后执行1次写1操作，3次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕。
23.具体地，包括如下子步骤：(3.1) 选择地址值最小的阻变存储单元；(3.2) 连续2次读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态：若阻变存储单元的2次读取结果均为高阻态，记录2次读取结果均为pass；若阻变存储单元的第1次读取结果为高阻态，阻变存储单元的第2次读取结果为低阻态，记录第1次读取结果为pass，记录第2次读取结果为fail，标记阻变存储单元的故障类型为r0d故障；若阻变存储单元的2次读取结果均为低阻态，记录2次读取结果均为fail；(3.3) 对所述阻变存储单元施加置位电压，使得阻变存储单元处于低阻态；(3.4) 地址值加1并选中对应的阻变存储单元，重复(3.2)、(3.3)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。
24.步骤四：算法执行i4元素，按照地址升序的方式，对选中的阻变存储单元执行2次连续的读1操作，随后执行写0、写1和读1操作，5次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕。
25.具体地，包括如下子步骤：(4.1) 选择地址值最小的阻变存储单元；(4.2) 连续2次读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的2次读取结果均为低阻态，记录2次读取结果均为pass；若阻变存储单元的第1次读取结果为低阻态，阻变存储单元的第2次读取结果为高阻态，记录第1次读取结果为pass，记录第2次读取结果为fail，标记阻变存储单元的故障类型为r1d故障；若阻变存储单元的2次读取结果均为高阻态，记录2次读取结果均为fail；(4.3) 对所述阻变存储单元施加复位电压，使得阻变存储单元处于高阻态；(4.4) 对所述阻变存储单元施加置位电压，使得所述阻变存储单元处于低阻态；(4.5) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在 (4.2) 步骤的两次读取结果均为fail或第一次读取结果为pass且第二次读取结果为fail，则标记存储单元的故障类型为r1d故障；若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在 (4.2) 步骤的两次读取结果均为pass或第一次读取结果为pass且第二次读取结果为fail，则标记存储单元的故障类型为over reset故障和r1d故障；
(4.6) 地址值加1并选中对应的阻变存储单元，重复(4.2)、(4.3)、(4.4)、(4.5)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。
26.步骤五：算法执行i5元素，按照地址降序的方式，对选中的阻变存储单元进行读1、写0、读0操作，3次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕。
27.具体地，包括如下子步骤：(5.1) 选择地址值最大的阻变存储单元；(5.2) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在(4.2)步骤的两次读取结果均为fail，若阻变存储单元在(4.5)步骤中的读取结果为pass，则标记阻变存储单元的故障类型为r1d故障；若阻变存储单元在(4.5)步骤中的读取结果为fail，则标记所述阻变存储单元的故障类型为tf故障；若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为fail；(5.3) 对所述阻变存储单元施加复位电压，使得阻变存储单元处于高阻态；(5.4) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态：若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为pass；若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为fail；(5.5) 地址值减1并选中对应的阻变存储单元，重复(5.2)、(5.3)、(5.4)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。
28.步骤六：算法执行i6元素，按照地址降序的方式，对选中的阻变存储单元进行写1、写0、读0操作，3次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕。
29.具体地，包括如下子步骤：(6.1) 选择地址值最大的阻变存储单元；(6.2) 对所述阻变存储单元施加置位电压，使得阻变存储单元处于低阻态；(6.3) 对所述阻变存储单元施加复位电压，使得阻变存储单元处于高阻态；(6.4) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态：若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在(3.2)、(5.4)步骤中的3次读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为sw0故障；若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在(3.2)、(5.4)步骤的3次读取结果均为fail，则标记存储单元的故障类型为deep1故障；若阻变存储单元在(3.2)、(5.4)步骤的3次读取结果均为pass，则标记存储单元的故障类型为over set故障；若阻变存储单元在(3.2)步骤的读取结果中包含fail，且阻变存储单元在(5.4)步骤的读取结果为pass，则标记存储单元的故障类型为over set故障和r0d故障；(6.5) 地址值减1并选中对应的阻变存储单元，重复(6.2)、(6.3)、(6.4)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。
30.步骤七：算法执行i7元素，按照地址升序的方式，对选中的阻变存储单元进行读0、写1、读1操作，3次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕。
31.具体地，包括如下子步骤：(7.1) 选择地址值最小的阻变存储单元；(7.2) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为高
阻态：若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在(3.2)步骤的2次读取结果均为fail，且若阻变存储单元在(5.4)、(6.4)步骤的读取结果均为pass，则标记存储单元的故障类型为over forming故障；若阻变存储单元在(3.2)、(5.4)步骤的读取结果均为fail，且若阻变存储单元在(6.4)步骤的读取结果为pass，则标记存储单元的故障类型为sw0故障；若阻变存储单元在(3.2)步骤的2次读取结果均为pass，且若阻变存储单元在(5.4)、(6.4)步骤的读取结果均为fail，则标记存储单元的故障类型为tf故障；若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在(3.2)、(4.2)、(4.5)、(5.2)、(6.4)步骤的读取结果均为pass，则标记阻变存储单元的故障类型为地址故障；若阻变存储单元在(3.2)、(4.2)、(4.5)、(6.4)步骤的读取结果均为pass，阻变存储单元在(5.2) 步骤的读取结果为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为cf故障；(7.3) 对所述阻变存储单元施加置位电压，使得阻变存储单元处于低阻态；(7.4) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在(4.2)、(4.5)、(5.2)步骤的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为sw1故障；若所述阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在(2.2)、(4.2)、(4.5)、(5.2)步骤的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为open故障；若阻变存储单元在(2.2)步骤的读取结果为pass，且若阻变存储单元在(4.2)、(4.5)、(5.2)步骤的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为deep0故障；(7.5) 地址值加1并选中对应的阻变存储单元，重复(7.2)、(7.3)、(7.4)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。
32.步骤八：延迟或暂停一段时间，算法执行i8元素，按照地址升序的方式，对选中的阻变存储单元进行读1、写0、读0操作，3次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕。
33.具体地，包括如下子步骤：(8.1) 延迟或暂停一段时间，选择地址值最小的阻变存储单元；(8.2) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在(7.4)步骤中的读取结果为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为tf故障；若所述阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在(4.2)、(7.4)中的读取结果均为pass，则标记阻变存储单元的故障类型为数据保持故障；若阻变存储单元在(2.2)、(4.2)、(4.5)、(5.2)、(7.4)步骤中的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为open故障；若阻变存储单元在(2.2)步骤的读取结果为pass，且若阻变存储单元在(4.2)、(4.5)、(5.2)、(7.4)步骤中的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为deep0故障；(8.3) 对所述阻变存储单元施加复位电压，使得阻变存储单元处于高阻态；(8.4) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态：若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为pass；若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在(3.2)、(5.4)、(6.4)、(7.2)步骤中的读取
结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为deep1故障；(8.5) 地址值加1并选中对应的阻变存储单元，重复(8.2)、(8.3)、(8.4)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。
34.步骤九：测试结束并输出所有阻变存储单元的故障类型的统计表，该统计表标记了所述阻变存储器中的每一个故障存储单元的故障类型，以便提供给设计人员分析并解决故障问题。
35.以上所述，仅为本发明的优选实施案例，并非对本发明做任何形式上的限制。虽然前文对本发明的实施过程进行了详细说明，对于熟悉本领域的人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换。凡在本发明精神和原则之内所做修改、同等替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种高故障覆盖率的阻变存储器的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对阻变存储器的存储单元进行forming操作，地址升序或者降序均可；步骤二：按照地址升序的方式，对选中的阻变存储单元进行读1和写0操作，2次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕；步骤三：按照地址升序的方式，对选中的阻变存储单元进行2次连续的读0操作，随后执行1次写1操作，3次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕；步骤四：按照地址升序的方式，对选中的阻变存储单元执行2次连续的读1操作，随后执行写0、写1和读1操作，5次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕；步骤五：按照地址降序的方式，对选中的阻变存储单元进行读1、写0、读0操作，3次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕；步骤六：按照地址降序的方式，对选中的阻变存储单元进行写1、写0、读0操作，3次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕；步骤七：按照地址升序的方式，对选中的阻变存储单元进行读0、写1、读1操作，3次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕；步骤八：延迟或暂停一段时间，按照地址升序的方式，对选中的阻变存储单元进行读1、写0、读0操作，3次操作连续且不变更地址值，直至所有阻变存储单元执行完毕；步骤九：测试结束并输出所有阻变存储单元的故障类型的统计表，该统计表标记了所述阻变存储器中的每一个故障存储单元的故障类型。2.如权利要求1所述的一种高故障覆盖率的阻变存储器的测试方法，其特征在于，所述步骤一中的forming操作具体指：采用一个较高的电压，对处于初始化阶段的较高阻状态的阻变存储器进行软击穿，激活该阻变存储器的可操作性性。3.如权利要求1所述的一种高故障覆盖率的阻变存储器的测试方法，其特征在于，所述步骤二至步骤四、以及步骤七和步骤八的地址升序具体是指：对阻变存储器的存储单元的地址值由低到高的索引，按照单调递增的方式，直到执行完所有的存储单元；所述步骤五至步骤六的地址降序具体是指：对阻变存储器的存储单元的地址值由高到低的索引，按照单调递减的方式，直到执行完所有的存储单元；所述步骤二至步骤八的读1操作具体指：读取所述阻变存储单元的电阻值，判断该阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态并记录pass或者fail的判断结果；所述步骤二至步骤八的读0操作具体指：读取所述阻变存储单元的电阻值，判断该阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态并记录pass或者fail的判断结果；所述步骤二至步骤八的写1操作具体指：对所述阻变存储单元施加置位电压，使得所述阻变存储单元处于低阻态；所述步骤二至步骤八的写0操作具体指：对所述阻变存储单元施加复位电压，使得所述阻变存储单元处于高阻态。4.如权利要求1所述的一种高故障覆盖率的阻变存储器测试方法，其特征在于，所述步骤二具体包括以下子步骤：(2.1) 选择地址值最小的阻变存储单元；(2.2) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为pass；否则记为fail并标记所述存储单元的故障类型为open故障；(2.3) 对所述阻变存储单元施加复位电压，使得阻变存储单元处于高阻态；
(2.4) 地址值加1并选中对应的阻变存储单元，重复(2.2)、(2.3)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。5.如权利要求4所述的一种高故障覆盖率的阻变存储器的测试方法，其特征在于，所述步骤三具体包括以下子步骤：(3.1) 选择地址值最小的阻变存储单元；(3.2) 连续2次读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态：若阻变存储单元的2次读取结果均为高阻态，记录2次读取结果均为pass；若阻变存储单元的第1次读取结果为高阻态，阻变存储单元的第2次读取结果为低阻态，记录第1次读取结果为pass，记录第2次读取结果为fail，标记阻变存储单元的故障类型为r0d故障；若阻变存储单元的2次读取结果均为低阻态，记录2次读取结果均为fail；(3.3) 对所述阻变存储单元施加置位电压，使得阻变存储单元处于低阻态；(3.4) 地址值加1并选中对应的阻变存储单元，重复(3.2)、(3.3)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。6.如权利要求5所述的一种高故障覆盖率的阻变存储器的测试方法，其特征在于，所述步骤四具体包括以下子步骤：(4.1) 选择地址值最小的阻变存储单元；(4.2) 连续2次读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的2次读取结果均为低阻态，记录2次读取结果均为pass；若阻变存储单元的第1次读取结果为低阻态，阻变存储单元的第2次读取结果为高阻态，记录第1次读取结果为pass，记录第2次读取结果为fail，标记阻变存储单元的故障类型为r1d故障；若阻变存储单元的2次读取结果均为高阻态，记录2次读取结果均为fail；(4.3) 对所述阻变存储单元施加复位电压，使得阻变存储单元处于高阻态；(4.4) 对所述阻变存储单元施加置位电压，使得所述阻变存储单元处于低阻态；(4.5) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在 (4.2) 步骤的两次读取结果均为fail或第一次读取结果为pass且第二次读取结果为fail，则标记存储单元的故障类型为r1d故障；若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在 (4.2) 步骤的两次读取结果均为pass或第一次读取结果为pass且第二次读取结果为fail，则标记存储单元的故障类型为over reset故障和r1d故障；(4.6) 地址值加1并选中对应的阻变存储单元，重复(4.2)、(4.3)、(4.4)、(4.5)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。7.如权利要求6所述的一种高故障覆盖率的阻变存储器的测试方法，其特征在于，所述步骤五具体包括以下子步骤：(5.1) 选择地址值最大的阻变存储单元；(5.2) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在(4.2)步骤的两次读取结果均为fail，若阻变存储单元在(4.5)步骤中的读取结果为pass，则标记阻变存储单元的故障类型为r1d故障；若阻变存储单元在(4.5)步骤中的读取结果为fail，则标记所述阻变存储单元的故障类型为tf故障；若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录
结果为fail；(5.3) 对所述阻变存储单元施加复位电压，使得阻变存储单元处于高阻态；(5.4) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态：若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为pass；若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为fail；(5.5) 地址值减1并选中对应的阻变存储单元，重复(5.2)、(5.3)、(5.4)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。8.如权利要求7所述的一种高故障覆盖率的阻变存储器的测试方法，其特征在于，所述步骤六具体包括以下子步骤：(6.1) 选择地址值最大的阻变存储单元；(6.2) 对所述阻变存储单元施加置位电压，使得阻变存储单元处于低阻态；(6.3) 对所述阻变存储单元施加复位电压，使得阻变存储单元处于高阻态；(6.4) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态：若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在(3.2)、(5.4)步骤中的3次读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为sw0故障；若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在(3.2)、(5.4)步骤的3次读取结果均为fail，则标记存储单元的故障类型为deep1故障；若阻变存储单元在(3.2)、(5.4)步骤的3次读取结果均为pass，则标记存储单元的故障类型为over set故障；若阻变存储单元在(3.2)步骤的读取结果中包含fail，且阻变存储单元在(5.4)步骤的读取结果为pass，则标记存储单元的故障类型为over set故障和r0d故障；(6.5) 地址值减1并选中对应的阻变存储单元，重复(6.2)、(6.3)、(6.4)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。9.如权利要求8所述的一种高故障覆盖率的阻变存储器的测试方法，其特征在于，所述步骤七具体包括以下子步骤：(7.1) 选择地址值最小的阻变存储单元；(7.2) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态：若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在(3.2)步骤的2次读取结果均为fail，且若阻变存储单元在(5.4)、(6.4)步骤的读取结果均为pass，则标记存储单元的故障类型为over forming故障；若阻变存储单元在(3.2)、(5.4)步骤的读取结果均为fail，且若阻变存储单元在(6.4)步骤的读取结果为pass，则标记存储单元的故障类型为sw0故障；若阻变存储单元在(3.2)步骤的2次读取结果均为pass，且若阻变存储单元在(5.4)、(6.4)步骤的读取结果均为fail，则标记存储单元的故障类型为tf故障；若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在(3.2)、(4.2)、(4.5)、(5.2)、(6.4)步骤的读取结果均为pass，则标记阻变存储单元的故障类型为地址故障；若阻变存储单元在(3.2)、(4.2)、(4.5)、(6.4)步骤的读取结果均为pass，阻变存储单元在(5.2) 步骤的读取结果为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为cf故障；(7.3) 对所述阻变存储单元施加置位电压，使得阻变存储单元处于低阻态；(7.4) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在(4.2)、
(4.5)、(5.2)步骤的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为sw1故障；若所述阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在(2.2)、(4.2)、(4.5)、(5.2)步骤的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为open故障；若阻变存储单元在(2.2)步骤的读取结果为pass，且若阻变存储单元在(4.2)、(4.5)、(5.2)步骤的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为deep0故障；(7.5) 地址值加1并选中对应的阻变存储单元，重复(7.2)、(7.3)、(7.4)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。10.如权利要求9所述的一种高故障覆盖率的阻变存储器的测试方法，其特征在于，所述步骤八具体包括以下子步骤：(8.1) 延迟或暂停一段时间，选择地址值最小的阻变存储单元；(8.2) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为低阻态：若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为pass，且若阻变存储单元在(7.4)步骤中的读取结果为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为tf故障；若所述阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在(4.2)、(7.4)中的读取结果均为pass，则标记阻变存储单元的故障类型为数据保持故障；若阻变存储单元在(2.2)、(4.2)、(4.5)、(5.2)、(7.4)步骤中的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为open故障；若阻变存储单元在(2.2)步骤的读取结果为pass，且若阻变存储单元在(4.2)、(4.5)、(5.2)、(7.4)步骤中的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为deep0故障；(8.3) 对所述阻变存储单元施加复位电压，使得阻变存储单元处于高阻态；(8.4) 读取所述阻变存储单元的电阻值，判断阻变存储单元的阻值状态是否为高阻态：若阻变存储单元的阻值状态为高阻态，记录结果为pass；若阻变存储单元的阻值状态为低阻态，记录结果为fail，且若阻变存储单元在(3.2)、(5.4)、(6.4)、(7.2)步骤中的读取结果均为fail，则标记阻变存储单元的故障类型为deep1故障；(8.5) 地址值加1并选中对应的阻变存储单元，重复(8.2)、(8.3)、(8.4)步骤直至所有阻变存储单元执行完毕。

技术总结

本发明公开一种高故障覆盖率的阻变存储器的测试方法，包括以下步骤：一、对阻变存储器的存储单元进行Forming操作；二、按照地址升序对阻变存储单元进行读1和写0操作；三、按照地址升序对阻变存储单元进行2次连续的读0操作，随后执行1次写1操作；四、按照地址升序对阻变存储单元依次执行读1、读1、写0、写1和读1操作；五、按照地址降序对阻变存储单元进行读1、写0、读0操作；六、按照地址降序对阻变存储单元进行写1、写0、读0操作；七、按照地址升序对阻变存储单元进行读0、写1、读1操作；八、延迟或暂停一段时间，按照地址升序对阻变存储单元进行读1、写0、读0操作；九、输出所有阻变存储单元的故障一览表。览表。览表。