存储单元性能的测试方法、其装置及电子设备与流程

本发明涉及存储，具体而言，涉及一种存储单元性能的测试方法、其装置及电子设备。

背景技术：

1、常规的fram存储单元采用1t1c结构，通过控制单元的开关管1t字线wl(word line对铁电电容选通，位线bl(bit line)和板线pl(plate line)对电容施加正/反方向电压，由于中间的铁电材料具备铁电性能，在正/反电场情况下形成不同的铁畴(极化状态)，这种铁畴不会随外电场的撤销而消失，依然可以保持较高的剩余极化强度，从而使电容结构存储不同的电荷(“0”和“1”)，实现存储功能。

2、目前，通常用电滞回线上的2pr值(剩余极化强度)来定量表征铁电材料存储电荷的能力；而电滞回线测量通常采用sawyer-tower circuit来提取，该测试方法需要配置专门的铁电测试仪，且测试频率较低(typically 1khz)，自动化程度低，目前主要用于实验研究性质的铁电特性测试；如要实现自动化测量还需要改造匹配现有的测试设备和探针台，成本较高。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种存储单元性能的测试方法、其装置及电子设备，以解决现有技术中存储单元的性能测试自动化程度低且成本较高的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种存储单元性能的测试方法，存储单元包括铁电电容，铁电电容施加有预设范围内的多个扫描电压，测试方法包括：获取与多个扫描电压对应的铁电电容的多个电容值，其中，多个扫描电压包括零电压值；至少依据多个电容值，计算铁电电容在零电压值处累积的第一极化电荷；依据第一极化电荷，计算铁电电容的剩余极化强度。

3、可选地，获取与多个扫描电压对应的铁电电容的多个电容值，包括：按照预设电压扫描步长，确定多个扫描电压；在不同的时间依次向铁电电容施加多个扫描电压中不同的扫描电压，获取与多个扫描电压对应的多个电容值，其中，依次施加的扫描电压依次递增或依次递减。

4、可选地，至少依据多个电容值，计算铁电电容在零电压值处累积的第一极化电荷，包括：依据预设范围，确定多个电压区间，其中，多个电压区间在预设范围内，多个电压区间中的至少一个电压区间的端点值包括零电压值；计算铁电电容在多个电压区间中每个电压区间内的极化电荷变化量；依据极化电荷变化量，计算第一极化电荷。

5、可选地，计算铁电电容在多个电压区间中每个电压区间内的极化电荷变化量，包括：计算铁电电容在第一电压区间内的第一电荷变化量，其中，预设范围具有互为正负的第一端点值和第二端点值，第一电压区间的一侧端点值为第一端点值，第一电压区间的另一侧端点值为零；计算铁电电容在第二电压区间内的第二电荷变化量，其中，第二电压区间的两侧端点值为预设范围的两侧端点值；计算铁电电容在第三电压区间内的第三电荷变化量，其中，第三电压区间的一侧端点值为第二端点值，第三电压区间的另一侧端点值为零。

6、可选地，计算铁电电容在多个电压区间中每个电压区间内的极化电荷变化量，包括：确定多个扫描电压中位于每个电压区间内的多个电压值；按照多个扫描电压的递增顺序或递减顺序，对与多个电压值中每个电压值对应的电容值进行积分运算，得到铁电电容在每个电压区间内的极化电荷变化量。

7、可选地，依据第一极化电荷，计算铁电电容的剩余极化强度，包括：对第一极化电荷进行面积归一化处理，得到剩余极化强度。

8、可选地，存储单元性能的测试方法还包括：向存储单元施加多个初始化电压，其中，最后一次施加的初始化电压为负压。

9、可选地，向存储单元施加多个初始化电压，包括：向存储单元施加正负交替的多个脉冲电压，其中，多个脉冲电压的绝对值相同。

10、根据本发明的另一方面，提供了一种存储单元性能的测试装置，存储单元包括铁电电容，铁电电容施加有预设范围内的多个扫描电压，测试装置包括：获取模块，用于获取与多个扫描电压对应的铁电电容的多个电容值，其中，多个扫描电压包括零电压值；第一计算模块，用于至少依据多个电容值，计算铁电电容在零电压值处累积的第一极化电荷；第二计算模块，用于依据第一极化电荷，计算铁电电容的剩余极化强度。

11、根据本发明的另一方面，还提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，处理器被配置为执行指令，以实现如上述的存储单元性能的测试方法。

12、应用本发明的技术方案，提供了一种存储单元性能的测试方法，该方法在向存储单元中的铁电电容施加有预设范围内的多个扫描电压后，先获取与多个扫描电压对应的铁电电容的多个电容值，其中，多个扫描电压包括零电压值，然后至少依据多个电容值，计算铁电电容在零电压值处累积的第一极化电荷，并依据第一极化电荷，计算铁电电容的剩余极化强度，从而可以通过采用现有的电容测试设备，无需对测试设备进行改进，就能够实现对铁电电容的自动化定量测试，大大降低了测试成本，提高了测试效率，为铁电电容性能定量监控的工业化测试提供了参考。

技术特征：

1.一种存储单元性能的测试方法，其特征在于，所述存储单元包括铁电电容，所述铁电电容施加有预设范围内的多个扫描电压，所述测试方法包括：

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述获取与所述多个扫描电压对应的所述铁电电容的多个电容值，包括：

3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述至少依据所述多个电容值，计算所述铁电电容在所述零电压值处累积的第一极化电荷，包括：

4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述计算所述铁电电容在所述多个电压区间中每个电压区间内的极化电荷变化量，包括：

5.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述计算所述铁电电容在所述多个电压区间中每个电压区间内的极化电荷变化量，包括：

6.根据权利要求1至5中任一项所述的测试方法，其特征在于，所述依据所述第一极化电荷，计算所述铁电电容的剩余极化强度，包括：

7.根据权利要求1至5中任一项所述的测试方法，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述向所述存储单元施加多个初始化电压，包括：

9.一种存储单元性能的测试装置，其特征在于，所述存储单元包括铁电电容，所述铁电电容施加有预设范围内的多个扫描电压，所述测试装置包括：

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

技术总结本发明提供了一种存储单元性能的测试方法、其装置及电子设备。该测试方法包括：获取与多个扫描电压对应的铁电电容的多个电容值，其中，多个扫描电压包括零电压值；至少依据多个电容值，计算铁电电容在零电压值处累积的第一极化电荷；依据第一极化电荷，计算铁电电容的剩余极化强度。上述测试方法可以通过采用现有的电容测试设备，无需对测试设备进行改进，就能够实现对铁电电容的自动化定量测试，大大降低了测试成本，提高了测试效率，为铁电电容性能定量监控的工业化测试提供了参考。技术研发人员：郭崇永,金兴成受保护的技术使用者：无锡华润微电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29