CN101738419A - 检测可变电阻材料的方法 - Google Patents

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Abstract

一种检测检测可变电阻材料的方法，包括，对可变电阻材料提供第一应力条件，使得所述可变电阻材料的阻值态跳变仅与热效应相关；保持第一应力条件，分别测量在多个温度下，所述可变电阻材料在单位时间内的阻值态跳变次数；根据所测量的多个单位时间内的阻值态跳变次数，检测所述可变电阻材料的热学稳定性；对所述可变电阻材料提供第二应力条件，使得所述可变电阻材料的阻值态跳变仅与电效应相关；保持第二应力条件，分别测量多个温度下，所述可变电阻材料达至阻值态切换所需的时间；根据所测量的多个达至阻值态切换所需的时间，检测所述可变电阻材料的陷阱能级情况。以获得较为准确的检测结果和特性描述。

Description

检测可变电阻材料的方法
技术领域
本发明涉及电阻随机存取存储器，特别涉及其电阻层所用可变电阻材料的检测方法。
背景技术
开发成本低，读写速度快，存储密度高，制造简单且与当前的互补金属氧化物(CMOS)半导体集成电路工艺兼容性好的新型存储技术正受到世界范围的广泛关注。电阻随机存取存储器(RRAM，Resistive Random AccessMemory)内存技术是目前多家器件制造商开发的重点，因为这种技术可以提供更高密度、更低成本与更低耗电量的非易失性内存。例如在申请号为200610170100.4的中国专利申请中就介绍了一种电阻随机存取存储器的基本结构，参照图1所示，电阻随机存取存储器10包括依次堆叠的下电极11、氧化物层12以及上电极13。氧化物层12作为存储节点工作，并通常由具有可变电阻特性的金属氧化物组成。迄今，具有可变电阻特性(或称为二元电阻特性)的材料，在钙钛矿氧化物(Perovskite oxide)，例如SrTiO3、SrZrO3、PCMO、PCTO等，在过渡金属氧化物(transition metal oxide)，例如Ni-O、Cu-O、W-O、TiON、Zr-O、Fe-O等，在固态电介质(solid state electrolyte)；甚至在聚合物(polymers)中都能够发现。
对由例如上述各种材料构成的电阻随机存取存储器的研究常采用的模型，是基于电阻随机存取存储器的上下电极间材料中的传导路径，或称为传导纤维(conductive filaments)的形成或断裂(rupture)而建立的。所述传导路径的形成或断裂，可能由例如材料中金属离子、氧离子等的移动，和/或电子或空穴的捕获/脱离捕获引起。图2a至图2c为电阻随机存取存储器施加电压后状态变化示意图，图2a所示为电阻随机存取存储器的器件结构示意图，包括依次堆叠的下电极11、氧化物层12以及上电极13，其中氧化物层12具有绝缘介质15及分布于绝缘介质15间的导电区域14。当在下电极11、上电极13上施加电压后，参照图2b所示，所述导电区域14会逐渐聚拢。当电压增加至达到某一值时，参照图2c所示，这些聚拢的导电区域14会形成一条传导路径16。
上述电阻随机存取存储器随施加电压值而产生的状态变化可以通过电流-电压曲线观察到。参照图3所示，在上下电极间施加电压，并测量两电极间电流，当提供正电压或负电压，并增大到一定程度时，两电极间的电流会突然迅速增大，例如0-a-a或0-c-c，表明两电极间氧化物层的电阻从高阻态变成低阻态；而当在低阻态下，以某一正电压或负电压值施加于两电极间，两电极间电流会突然减小，例如0-b-b或0-d-d，表明两电极间氧化物层的电阻从低阻态变成高阻态。通过对提供给电阻随机存取存储器的电压进行控制，就能使得所述电阻随机存取存储器在高阻态和低阻态间可逆切换，从而达到信号存储的作用。通常将从高阻态跳变为低阻态的操作称为置位操作或写操作，将从低阻态跳变为高阻态的操作称为复位操作或擦除操作。
继续参照图3所示，在通过电压控制实现电阻随机存取存储器的阻值态跳变时发现，有时并不是立即发生，而是缓慢发生。例如在置位时出现0-a-a’或0-c-c’的情况，在复位时出现0-b-b’或0-d-d’的情况。因此，目前通过电流-电压曲线，仅能获得一个大概的电阻随机存取存储器的阻值态跳变情况。
目前，对可变电阻材料的检测方法有以下几种：
1)循环写和擦除检测，即通过电压控制对电阻随机存取存储器反复进行写操作和擦除操作，获得当所述电阻随机存取存储器所用可变电阻材料的阻值态跳变特性失效时，能够进行多少次写操作和擦除操作。
2)保留检测，即先在高温下烘烤要检测的电阻随机存取存储器样品，烘烤后自然降温，并对所述电阻随机存取存储器进行读操作(两电极间施加一小电压，测量两电极间电流)，获得随温度降低，可变电阻材料的阻值维持时间的情况。
3)读干扰检测，即反复对电阻随机存取存储器进行读操作(两电极间施加一小电压，测量两电极间的电流)，获得随着读操作的次数增多，所述电阻随机存取存储器是否会发生阻值态跳变。
4)温度加速检测，即从室温，例如25℃起对电阻随机存取存储器阵列进行烘烤，，升温至150℃。其中所述电阻随机存取存储器阵列可以为，例如64kb的金属/绝缘体/金属(MIM，Metal Insulator Metal)结构的电阻随机存取存储器单元阵列，其中绝缘体部分采用Cu2O。然后对所述阵列进行读操作(两电极间施加一小电压，测量两电极间电流)，获得阵列中各个电阻随机存取存储器单元的电流随温度变化的情况，藉此观察到较好的单元(陷阱较深)、较差的单元(陷阱较浅)。
然而，通过对目前各种可变电阻材料，应用上述检测方法后发现，上述各种检测方法都不能够准确描述可变电阻材料的阻值态变化与其内部机制的联系。
发明内容
本发明要解决的是，现有技术检测可变电阻材料的方法不够准确的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种检测可变电阻材料的方法，包括：分别检测所述可变电阻材料的热学稳定性和陷阱能级情况，
所述检测热学稳定性包括：对可变电阻材料提供第一应力条件，使得所述可变电阻材料的阻值态跳变仅与热效应相关；保持第一应力条件，分别测量在多个温度下，所述可变电阻材料在单位时间内的阻值态跳变次数；根据所测量的多个单位时间内的阻值态跳变次数，检测所述可变电阻材料的热学稳定性，
所述检测陷阱能级情况包括：对所述可变电阻材料提供第二应力条件，使得所述可变电阻材料的阻值态跳变仅与电效应相关；保持第二应力条件，分别测量多个温度下，所述可变电阻材料达至阻值态切换所需的时间；根据所测量的多个达至阻值态切换所需的时间，检测所述可变电阻材料的陷阱能级情况。
与现有技术相比，上述所公开的检测可变电阻材料的方法具有以下优点：通过分别研究由热效应引起阻值态跳变的情况和由电效应引起阻值态跳变的情况，分别检测所述可变电阻材料的热学稳定性和陷阱能级情况，从而获得较为准确的可变电阻材料的检测结果和特性描述。
附图说明
图1是现有技术电阻随机存取存储器的一种结构示意图；
图2a至图2c是图1所示电阻随机存取存储器施加电压后阻值态变化示意图；
图3是图1所示电阻随机存取存储器施加电压后的电流-电压曲线示意图；
图4是本发明检测可变电阻材料的方法的一种实施方式图；
图5是图4所示方法中可变电阻材料的一种阻值态跳变示意图；
图6是图4所示方法中获得第一应力条件的一种方法示意图；
图7图5中1000-1200秒阻值态跳变示意图；
图8a和图8b是一些可变电阻材料单位时间内跳变次数的对数值与相应温度倒数的关系示意图；
图9是传导路径的一种模型示意图；
图10是图4所示方法中另一种可变电阻材料的阻值态跳变示意图；
图11a和图11b是一些可变电阻材料达至阻值态切换的对数值与相应温度倒数的关系示意图；
图12是本发明检测可变电阻材料的方法的另一种实施方式图。
具体实施方式
通过对现有可变电阻材料的检测方法的研究发现，循环写和擦除检测仅获得可变电阻材料的使用寿命，保留检测获得可变电阻材料维持阻值的能力，两者都未考虑可变电阻的可靠性与材料本身特性的关系，因而不能够准确地反映可变电阻的内部特性。而温度加速检测也仅能适应一些特定的电阻随机存取存储器模型，例如仅适应电子或空穴的捕获/脱离捕获等电效应引起的阻值态跳变情况，且只对存储器阵列适用。
因而现有可变电阻材料的检测方法的缺陷在于，有的未考虑到材料的可靠性与其本身特性的关系，而有的则仅仅考虑到电效应引起的阻值态跳变与可靠性的相关性。这些检测方法都未综合考虑可能引起阻值态跳变的两种效应：电效应以及热效应。
因而，本发明检测可变电阻材料的方法的一种实施方式，参照图4所示，包括：
步骤s1，对可变电阻材料提供第一应力条件，使得在第一温度下，所述可变电阻材料处于第一状态；
步骤s2，保持第一应力条件，测量在多个高于第一温度的温度下，所述可变电阻材料在单位时间内的相应阻值态跳变次数；
步骤s3，根据所测量的多个单位时间内的阻值态跳变次数，检测所述可变电阻材料的热学稳定性；
步骤s4，对所述可变电阻材料提供第二应力条件，使得在第二温度下，所述可变电阻材料发生阻值态跳变；
步骤s5，保持第二应力条件，测量在多个高于第二温度的温度下，所述可变电阻材料相应达至阻值态切换所需的时间；
步骤s6，根据所测量的多个达至阻值态切换所需的时间，检测所述可变电阻材料的陷阱能级情况。
在上述实施方式中，分别从热学稳定性以及陷阱能级情况两方面对可变电阻材料进行检测。
对于热学稳定性，首先获得，在第一温度下使得电阻随机存取存储器中的可变电阻材料的阻值态处于第一状态的第一应力条件。即，所述电阻随机存取存储器中的可变电阻材料的阻值态跳变与施加于所述电阻随机存取存储器中的可变电阻材料上的第一应力条件无关，而仅与所处温度有关。也就是说，在该第一应力条件下，阻值态跳变仅由热效应引起。
对电阻随机存取存储器而言，为保证其在工作环境下的数据准确，其使用的可变电阻材料在不同温度下应具有较好的热学稳定性，即在单位时间内，所述电阻随机存取存储器所用可变电阻材料的阻值态跳变的次数应尽量少。因而，本实施方式中，以在多个高于第一温度的温度下，电阻随机存取存储器施加第一应力条件时，单位时间内的所述可变电阻材料的阻值态跳变次数作为评估所述可变电阻材料的热学稳定性的指标。
由于热效应可以激活能表征。而所述单位时间内的阻值态跳变次数的对数值与相应温度的倒数的比值与所述激活能呈正比，因而以所述单位时间内的阻值态跳变次数的对数值与相应温度的倒数的比值来检测所述随机存取存储器所用可变电阻材料的热学稳定性。
另一方面，对于陷阱能级情况，首先对所述电阻随机存取存储器中的可变电阻材料提供第二应力条件，使得在第二温度下，所述电阻随机存取存储器中的可变电阻材料发生阻值态跳变。
对电阻随机存取存储器而言，当其中的可变电阻材料在某一温度和应力条件下，经过一段时间后，发生阻值态切换，例如高阻至低阻，或低阻至高阻。那么该可变电阻在相同应力条件下，在其他温度下达至阻值态切换的时间，也应具有相对单一的情况，即所述可变电阻在一定应力条件下完成阻值态切换后，应能够维持该阻值态，而非随着温度变化，该可变电阻又出现阻值态切换的情况。因而，本实施方式中，测量在第二应力条件下，高于第二温度的温度下，所述可变电阻材料相应达至阻值态切换所需的时间。
由于达至阻值态切换与所述电阻随机存取存储器所用可变电阻材料的陷阱能级相关，而达至阻值态切换的时间的对数值与相应温度的倒数的比值与所述陷阱能级呈正比，因而以达至阻值态切换的时间的对数值与相应温度的倒数的比值来检测所述随机存取存储器所用可变电阻材料的陷阱能级情况。
下面通过一个详细的检测可变电阻材料的例子对上述实施方式中各步骤进一步说明。
如上所述，为获得仅由热效应引起的阻值态跳变，首先如步骤s1所述，对可变电阻材料提供第一应力条件，使得在第一温度下，所述可变电阻材料处于第一状态。其中所述第一应力条件可以为第一电压或第一电流。而所述第一状态可以指所述可变电阻材料在第一应力条件下、第一温度下，其阻值态不发生跳变，也可以指其阻值态发生的跳变较小或阻值态跳变的次数较少，也可以指其阻值态发生的跳变较大或阻值态跳变的次数较多，但仍可作为研究基础的情况。
继续参照图1所示，以所述电阻随机存取存储器的下电极11、氧化物层12以及上电极13分别为Cu、CuxO以及TiN为例，参照图5所示，发现当对处于低阻态的所述Cu/CuxO/TiN结构的电阻随机存取存储器施加-4毫安(mA)的电流时，其在室温下的阻值态(例如图5中曲线a，所述室温可以为例如25℃)，在施加电流的时间内(图5中所示的0至2000秒)几乎不发生跳变，也即其传导路径维持导通的稳定状态。而在高于室温的温度下(例如图5中曲线b，所述高于室温的温度可以为例如80℃)，其在同样的时间内(0至2000秒)发生了多次的阻值态跳变。因而，可以认为在第一电流为-4毫安时，所述电阻随机存取存储器的阻值态跳变仅与温度有关。也就是说，在该第一电流下，所述阻值态跳变仅由热效应引起。
而所述第一应力条件可通过下述方法获得，参照图6所示，包括：步骤s11，计算所述可变电阻材料在第一温度下所获得的第一焦耳热，例如计算上述举例说明中CuxO在25℃下获得的焦耳热。
步骤s12，计算所述可变电阻材料在预设应力条件下所产生的第二焦耳热，例如计算CuxO在-4毫安下所产生的焦耳热。
步骤s13，计算所述第一焦耳热与所述第二焦耳热的比值，若所述第一焦耳热与所述第二焦耳热的比值与第一状态对应，则执行步骤s14，若所述第一焦耳热与所述第二焦耳热的比值与第一状态不对应，则执行步骤s15。
在前述所定义的第一状态下，所述可变电阻材料在温度下获得的焦耳热与在合适的应力条件下获得的焦耳热有一固定比值，一般来说该固定比值远大于1，即应力条件下获得的焦耳热相对于温度下获得焦耳热可以忽略不计。所述与第一状态对应是指，计算得到的比值大于或等于该固定比值符合。而与第一状态不对应是指，计算得到的比值小于该固定比值。
步骤s14，以预设应力条件作为第一应力条件。例如，若CuxO在25℃下获得的焦耳热与在-4毫安下所产生的焦耳热的比值，与第一状态对应，则在这种情况下，可认为-4毫安为合适的应力条件，可将-4毫安作为第一应力条件。
步骤s15，重新设置预设应力条件，并返回步骤s12。例如，若CuxO在25℃下获得的焦耳热与在-4毫安下所产生的焦耳热的比值，与第一状态不对应，则这种情况下，可认为-4毫安不是合适的应力条件，需选取其他需要重新选取合适的电流值。一般来说，基于前述的与第一状态不对应是指计算得到的比值小于该固定比值，则重新选取的电流值应小于-4毫安，例如-3毫安、-2毫安等。
在获得使可变电阻材料处于第一状态的第一应力条件后，如步骤s2所述，保持第一应力条件，测量在多个高于第一温度的温度下，所述可变电阻材料在单位时间内的相应阻值态跳变次数。例如，参照图7所示，在施加-4毫安电流的1000秒至1200秒之间，所述电阻随机存取存储器在80℃下(见图7中曲线b)，发生了11次阻值态跳变。同样地，继续参照图5所示，可获得在2000秒的时间内，所述电阻随机存取存储器的总的阻值态跳变次数，并除以2000秒，以获得单位时间内的阻值态跳变次数。此处为了描述方便，将所述单位时间内的阻值态跳变次数以Navg表示。
当获得了单位时间内的阻值态跳变次数后，如步骤s3所述，根据所测量的多个单位时间内的阻值态跳变次数，检测所述可变电阻材料的热学稳定性。例如以所测量的单位时间内的阻值态跳变次数的对数值与相应温度的倒数的比值检测所述可变电阻材料的热学稳定性。
如前所述的，热效应可以激活能表征，根据Arrhenius公式，所述单位时间内的阻值态跳变次数Navg～exp(-Ea/kT)，即单位时间内的阻值态跳变次数正比于exp(-Ea/kT)，其中Ea是激活能，k为玻尔兹曼常数，T为在第一应力条件下，测量到所述单位时间内的阻值态跳变次数时，所述电阻随机存取存储器所处的温度，以开尔文(K)为单位。
参照图8a和图8b所示，以单位时间内的阻值态跳变次数Navg的对数值Log(Navg)为纵坐标，温度T的倒数1/T为横坐标，获得在不同温度T下，一些可变电阻材料的阻值态跳变情况。从图8a中可以看到，Log(Navg)与1/T的比值基本为一定值(slope～2.3Ea/k)，反映了所述可变电阻材料在较高温度下的阻值态跳变次数，与其在较低温度下的阻值态跳变次数基本遵循同一规律，因而说明该种阻值态变化仅由一种内部激活能机制决定。
而从图8b中可以看到，Log(Navg)与1/T的比值不固定，有两条拟合直线(slope～2.3Ea/k；slope～2.3Eb/k)，反映了该种阻值态变化有两种内部激活能机制在起作用。
从而，根据单位时间内的阻值态跳变次数的对数值与相应温度的倒数的比值就可对所述电阻随机存取存储器所用可变电阻材料的热学稳定性进行检测。
此外，在进一步的研究中发现，上述阻值态跳变次数还与所述电阻随机存取存储器所用可变电阻，在施加电压后所形成的传导路径有关。由于传导路径会有多个分段或分支，其分段或分支的个数其实与所述阻值态跳变的种类相关，例如传导路径有n个分段或分支，则阻值态跳变种类为2n。此处需要说明的是，阻值态跳变的种类是指传导路径出现各种状态时对应的阻值种类，其并不等同于阻值态跳变的次数，但表示了阻值态跳变可能的所有形式。可能存在的情况是多个阻值态的种类对应于同一阻值。下面以一最简单的5分段传导路径模型为例，对此进行进一步说明。
图9所示为上述的5分段传导路径模型示意图。其中，用电阻1和电阻2来表示所述传导路径与电阻随机存取存储器的上电极相连的电阻，用电阻4和电阻5来表示所述传导路径与电阻随机存取存储器的下电极相连的电阻，用电阻3表示传导路径中位于上下电极之间的电阻。
对所述传导路径模型可能出现的各种状态进行模拟来得到相应的总电阻值，所述模拟传导路径出现的各种状态即指，在例如前述的-4毫安、80℃的条件下，所述电阻随机存取存储器的可变电阻中的传导路径在1000秒至1200秒之间，可能出现的各种变化情况。
为描述方便，将电阻导通标记为“1”，电阻不导通标记为“0”。例如，当传导路径形成，处于低阻态时，该模型上电阻1-5的状态为11111，其相应阻值为15.00欧姆；而当传导路径断裂，处于高阻态时，该模型上电阻1-5的状态为0000，其相应阻值为150.00欧姆，具体各状态及相应阻值参照表1所示：
  状态   阻值(欧姆)   状态   阻值(欧姆)
  11111   15.00   01111   18.07
  00000   150.00   10000   119.32
  00001   119.32   10001   88.64
  00010   119.32   10010   88.64
  状态   阻值(欧姆)   状态   阻值(欧姆)
  00011   116.25   10011   85.57
  00100   82.50   10100   51.82
  00101   51.82   10101   21.14
  00110   51.82   10110   21.14
  00111   48.75   10111   18.07
  01000   119.32   11000   116.25
  01001   88.64   11001   85.57
  01010   88.64   11010   85.57
  01011   85.57   11011   82.50
  01100   51.82   11100   48.75
  01101   21.14   11101   18.07
  01110   21.14   11110   18.07
表1
对于表1中各状态对应的阻值进行统计可得，该传导路径模型的各状态对应的阻值共有11种，分别为15.00、18.07、21.14、48.75、51.82、82.50、85.57、88.64、116.25、119.32和150.00。也就是说，在前述的-4毫安、80℃的条件下，在1000秒至1200秒之间，与传导路径的状态变化相应的阻值态有11种。继续参照图7所示，在所述的-4毫安、80℃的条件下，所述可变电阻的阻值态跳变次数为11次。因此，证实了前述的单位时间内的阻值态跳变次数与可变电阻材料本身所形成的传导路径有关。
如上所述，为获得由电效应引起的可变电阻材料的阻值态跳变，如步骤s4所述，对所述可变电阻材料提供第二应力条件，使得在第二温度下，所述可变电阻材料发生阻值态跳变。
继续参照图1所示，以所述电阻随机存取存储器的下电极11、氧化物层12以及上电极13分别为Cu、CuxO以及TaN/Ta为例，参照图10所示，发现在一定温度下对所述结构的电阻随机存取存储器施加-1纳安(nA)的电流，该电阻随机存取存储器的阻值态(图10中曲线c，所述一定温度可以为例如例如150℃)跳变的次数很少，而在相同温度下，对所述结构的电阻随机存取存储器施加500纳安的电流，其阻值态(图10中曲线d)在几乎相同的时间内，出现了阻值态切换(从低阻态跳变到高阻态)的情况。可得到，在该温度下，施加于电阻随机存取存储器上的电流为-1纳安时，所产生的焦耳热不致引起阻值态的跳变。也就是说，在该温度下，所述阻值态跳变由电效应引起。
接下来，如步骤s5所述，保持第二应力条件，测量在多个高于第二温度的温度下，所述可变电阻材料相应达至阻值态切换所需的时间。例如，保持500纳安的电流不变，测量所述Cu/CuxO/TaN结构在其他几个温度下，达至阻值态切换所需的时间。
然后，如步骤s6所述，根据所测量的多个达至阻值态切换所需的时间，检测所述可变电阻材料的陷阱能级情况。由于达至阻值态切换与所述电阻随机存取存储器所用可变电阻材料的陷阱能级相关，而时间t～exp(ΔE/kT)，即时间正比于exp(ΔE/kT)，其中ΔE是陷阱能级深度，k是玻尔兹曼常数，T为获得所述阻值态切换时间时，所述电阻随机存取存储器所处温度，以开尔文(K)为单位。
参照图11a和11b所示，以时间t的对数值Log(t)为纵坐标，温度T的倒数1/T为横坐标，获得在不同温度T下，一些可变电阻材料达至阻值态切换的时间(time-to-failure)情况。从图11a中可以看到，Log(t)与1/T的比值基本为一定值，只有一条拟合直线(slope～2.3ΔE/k)，反映了所述可变电阻材料达至阻值态切换的能级为单能级。即所述可变电阻材料中所有陷阱的能级深度一致，当由电流获得的能量超过一固定能量后，所有陷阱都会出现脱离陷阱捕获的情况。
而从图11b可以看到，Log(t)与1/T的比值不固定，有两条不同斜率的拟合直线(slope～2.3ΔEa/k；slope～2.3ΔEb/k)，反映了所述可变电阻材料达至阻值态切换的能级为多能级。即所述可变电阻材料中所有陷阱的能级深度不一致，当随着电流获得的能量的增加，可能会有不同的陷阱出现脱离陷阱捕获的情况。
从而，根据达至阻值态切换的时间的对数值与相应温度的倒数的比值就可对所述电阻随机存取存储器中所用可变电阻材料的陷阱能级情况进行检测。
最后，可以根据所检测到的可变电阻材料的热学稳定性和陷阱能级情况评估其性能。例如，若所述可变电阻材料的热学稳定性较好，且陷阱能级为单能级，则其可作为制作电阻随机存取存储器的较好选择。当然，若所述可变电阻材料的陷阱能级为多能级，且各能级具有相对应的清晰的阻值态范围，则所述可变电阻材料也作为一个较好的选择。
此外，从上述举例说明中可以看到，先进行热学稳定性的检测或先进行陷阱能级情况的检测并不会影响可靠性检测结果。因而，本发明可变电阻材料的可靠性检测方法的另一种实施方式参照图12所示，包括：
步骤s100，对可变电阻材料提供第二应力条件，使得在第二温度下，所述可变电阻材料发生阻值态跳变；
步骤s200，保持第二应力条件，测量在多个高于第二温度的温度下，所述可变电阻材料相应达至阻值态切换所需的时间；
步骤s300，根据所测量的多个达至阻值态切换所需的时间，检测所述可变电阻材料的陷阱能级情况；
步骤s400，对可变电阻材料提供第一应力条件，使得在第一温度下，所述可变电阻材料处于第一状态；
步骤s500，保持第一应力条件，测量在多个高于第一温度的温度下，所述可变电阻材料在单位时间内的相应阻值态跳变次数；
步骤s600，根据所测量的多个单位时间内的阻值态跳变次数，检测所述可变电阻材料的热学稳定性。
本实施方式中所有步骤均可参照前述举例中相应步骤的说明。
从上述检测可变电阻材料的举例说明中可以推得，若将所施加的第一电流、第二电流相应变换成第一电压、第二电压，应也能取得相同效果。
并且，还可得到，上述两种检测可变电阻材料的实施方式可以应用于单个的具有可变电阻材料的电阻随机存取存储器单元中，也可应用于由所述电阻随机存取存储器组成的存储器阵列中，不同位置的电阻随机存取存储器单元的研究及制程均匀性分析。
另外，由上述对检测可变电阻材料的方法的举例说明可以看到，所述检测可变电阻材料的方法还可应用于两端式电阻的稳定性检测以及失效检测。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种检测可变电阻材料的方法，其特征在于，包括：分别检测所述可变电阻材料的热学稳定性和陷阱能级情况，
所述检测热学稳定性包括：对可变电阻材料提供第一应力条件，使得所述可变电阻材料的阻值态跳变仅与热效应相关；保持第一应力条件，分别测量在多个温度下，所述可变电阻材料在单位时间内的阻值态跳变次数；根据所测量的多个单位时间内的阻值态跳变次数，检测所述可变电阻材料的热学稳定性，
所述检测陷阱能级情况包括：对所述可变电阻材料提供第二应力条件，使得所述可变电阻材料的阻值态跳变仅与电效应相关；保持第二应力条件，分别测量多个温度下，所述可变电阻材料达至阻值态切换所需的时间；根据所测量的多个达至阻值态切换所需的时间，检测所述可变电阻材料的陷阱能级情况。
2.如权利要求1所述的检测可变电阻材料的方法，其特征在于，对可变电阻材料提供第一应力条件包括：
在第一温度下，对所述可变电阻材料提供第一应力条件，使得所述可变电阻材料处于第一状态。
3.如权利要求2所述的检测可变电阻材料的方法，其特征在于，所述第一应力条件通过下述方法获得：
计算所述可变电阻材料在第一温度下所获得的第一焦耳热；
计算所述可变电阻材料在预设应力条件下所产生的第二焦耳热；
若所述第一焦耳热与所述第二焦耳热的比值与第一状态对应，则以预设应力条件作为第一应力条件。
4.如权利要求1所述的检测可变电阻材料的方法，其特征在于，所述第一应力条件为施加于所述可变电阻材料上的第一电压或第一电流。
5.如权利要求1所述的检测可变电阻材料的方法，其特征在于，所述第一温度为室温。
6.如权利要求1所述的检测可变电阻材料的方法，其特征在于，根据所测量的多个单位时间内的阻值态跳变次数，检测所述可变电阻材料的热学稳定性，包括：
获得所测量的多个单位时间内的阻值态跳变次数与相应温度的关系；
根据所获得的单位时间内的阻值态跳变次数与相应温度的关系，获得所述可变电阻材料中激活能的种类；
根据所获得可变电阻材料中激活能的种类，检测所述可变电阻材料的热学稳定性。
7.如权利要求6所述的检测可变电阻材料的方法，其特征在于，获得所测量的多个单位时间内的阻值态跳变次数与相应温度的关系，包括：形成所测量的多个单位时间内的阻值态跳变次数的对数值与相应温度的倒数的关系曲线；以及，
根据所获得的单位时间内的阻值态跳变次数与相应温度的关系，获得所述可变电阻材料中激活能的种类，包括：以所述关系曲线的斜率值的情况，获得所述可变电阻材料中激活能的种类。
8.如权利要求1所述的检测可变电阻材料的方法，其特征在于，所述第二应力条件为施加于所述可变电阻材料上的第二电压或第二电流。
9.如权利要求1所述的检测可变电阻材料的方法，其特征在于，根据所测量的多个达至阻值态切换所需的时间，检测所述可变电阻材料的陷阱能级情况，包括：
获得所测量的多个达至阻值态切换所需的时间与相应温度关系；
根据所获得达至阻值态切换所需的时间与相应温度关系，获得所述可变电阻材料中陷阱能级的个数；
根据所获得所述可变电阻材料中陷阱能级的个数，检测所述可变电阻材料的陷阱能级情况。
10.如权利要求1所述的检测可变电阻材料的方法，其特征在于，获得所测量的多个达至阻值态切换所需的时间与相应温度关系，包括：形成所测量的多个达至阻值态切换所需的时间的对数值与相应温度的倒数的关系曲线；以及，
根据所获得达至阻值态切换所需的时间与相应温度关系，获得所述可变电阻材料中陷阱能级的个数，包括：以所述关系曲线的斜率值的情况，获得所述可变电阻材料中陷阱能级的个数。
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