CN102403044A

CN102403044A - 测试阻变随机访问存储器件的数据保持特性的方法

Info

Publication number: CN102403044A
Application number: CN2010102756000A
Authority: CN
Inventors: 刘力锋; 张浩炜; 高滨; 康晋锋; 刘晓彦; 王漪; 韩汝琦
Original assignee: Peking University
Current assignee: Peking University
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2030-09-08
Also published as: US20130094281A1; US9196380B2; CN102403044B; WO2012031489A1

Abstract

本发明公开了一种测试RRAM器件的数据保持特性的方法，包括以下步骤：a)控制样品台的温度，将RRAM器件保持为预定的温度；b)将RRAM器件设置为高阻态或低阻态；c)向RRAM器件施加预定的测试电压，使其发生电阻态失效，以测量数据保持时间；d)重复步骤a)-c)，进行多次测量；e)利用多次测量的数据保持时间，计算出RRAM器件的电阻态失效概率F(t)；以及f)对电阻态失效概率F(t)进行拟合，并利用拟合得到的参数进一步计算出预期数据保持时间t_E。优选地，利用电压加速和温度加速相结合预测RRAM器件的数据保持时间。该测试方法可以准确且快速地评估RRAM器件的数据保持特性。

Description

测试阻变随机访问存储器件的数据保持特性的方法

技术领域

本发明涉及阻变随机访问存储器件(resistive random access memorydevice，RRAM)的测试方法，具体涉及测试氧化物阻变随机访问存储器件的数据保持特性的方法。

背景技术

目前，微电子工业的发展推动着存储器技术的不断进步，提高集成密度和降低生产成本是存储器产业追求的目标。非挥发性存储器具有在无电源供应时仍能保持数据信息的优点，在信息存储领域具有非常重要的地位。

RRAM具有高速度(＜5ns)、低功耗(＜1V)，高存储密度、易于集成等优点，是下一代半导体存储器的强有力竞争者。这种存储器一般具有M-I-M(Metal-Insulator-Metal，金属-绝缘体-金属)结构，即在两个金属电极之间夹有阻变材料层。

图1示出了RRAM阵列的基本结构的示意性俯视图，图2示出沿着图1中的A-A’线截取的RRAM阵列的一个单元的示意性截面图。RRAM阵列包括按照多个行和列设置的RRAM器件10，每一个RRAM器件10从下至上依次包括隔离介质层101、底电极层102、阻变材料层103和顶电极层104的叠层。

阻变材料一般是过渡金属氧化物，例如氧化铪(HfO2)，氧化钛(TiO2)，氧化锆(ZrO2)，氧化镍(NiO)，氧化锌(ZnO)，氧化钨(W2O5)等。阻变材料可以表现出两个稳定的状态，即高阻态和低阻态，分别对应数字“0”和“1”。

阻变材料之所以能够在不同阻值的状态之间切换，主要与在氧化物薄膜内部形成的细丝导电通道有关。细丝导电通道的通断决定了存储单元是处于高阻态还是低阻态。

利用字线和位线(未示出)可以选择性地访问期望的RRAM器件10，对其进行读操作、写操作和擦除操作。通常，由高阻态到低阻态的转变为编程或者置位(SET)操作，由低阻态到高阻态的转变为擦除或者复位(RESET)操作。

如果在未加外加电压时，已形成的细丝通道未受控制的断开，或者断开的细丝通道自发地接通，就会导致存储单元的电阻态未受控制而自发转变，这导致RRAM器件存储的数据失效。过渡金属氧化物RRAM器件的失效可以为高阻态(数据“0”)的失效，也可以为低阻态(数据“1”)的失效。可以将高阻态失效和低阻态统称为“电阻态失效”。

因此，希望提供测试RRAM器件数据保持时间的方法，用于评估RRAM器件的性能。然而，目前对于RRAM器件的失效机制及模型并没有很明确的研究结果，也没提出相应的测试方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种测试RRAM器件的数据保持特性的方法。本发明的进一步的目的是减小该测试所需的时间。

根据本发明的一方面，提供一种测试RRAM器件的数据保持特性的方法，包括以下步骤：

a)控制样品台的温度，将RRAM器件保持为预定的温度；

b)将RRAM器件设置为高阻态或低阻态；

c)向RRAM器件施加预定的测试电压，使其发生电阻态失效，以测量数据保持时间；

d)重复步骤a)-c)，进行多次测量；

e)利用多次测量的数据保持时间，计算出RRAM器件的电阻态失效概率F(t)；以及

f)对电阻态失效概率F(t)进行拟合，并利用拟合得到的参数进一步计算出预期数据保持时间t_E。

根据本发明的一个优选方面，测量不同偏压下的预期数据保持时间，并且利用不同偏压下的预期数据保持时间，外推出零偏压下的预期数据保持时间。

根据本发明的另一个优选方面，测量不同温度下的预期数据保持时间，并且利用不同温度下的预期数据保持时间，外推出室温下的预期数据保持时间。

本发明的方法提供了评估RRAM器件的数据保持时间的统计学方法，从而可以准确地获得RRAM器件性能参数。并且，根据本发明的优选方面，可以在升高的温度和/或应力测试条件(即特定的偏压)下测量RRAM器件的数据保持时间，使得RRAM器件相对于室温和零偏压条件提前失效，从而可以明显地减少测量所需的时间。

附图说明

图1示出了RRAM阵列的基本结构的示意性俯视图。

图2示出了沿着图1中的A-A’线截取的RRAM阵列的一个单元的示意性截面图。

图3示出了用于测试RRAM器件的数据保持特性的测试系统的示意性框图。

图4示出了在测试RRAM器件的数据保持时间时施加的测试电压，(a)测试电压为正负小电压短脉冲，以测试近似零偏压条件下RRAM器件的数据保持时间；(b)测试电压为正负交替的偏压，以测试在应力测试条件下RRAM器件的数据保持时间。

图5示出了在RRAM高阻态失效时电阻与时间的关系。

图6示出了RRAM器件在近似零偏压条件下高阻态失效时数据保持时间的统计分布。

图7示出了在近似零偏压条件下，RRAM器件在高阻态失效时的预期数据保持时间与温度的关系，其中示出了从高温外推室温数据保持时间的方法。

图8示出了RRAM器件在不同应力测试条件下高阻态失效时数据保持时间的统计分布。

图9示出了在应力测试条件下，RRAM器件在高阻态失效时的预期数据保持时间与偏压的关系。

图10示出了根据本发明的第一实施例的测试RRAM器件的数据保持特性的方法的流程图。

图11示出了根据本发明的第二实施例的测试RRAM器件的数据保持特性的方法的流程图。

图12示出了根据本发明的第三实施例的测试RRAM器件的数据保持特性的方法的流程图。

图13示出了根据本发明的第四实施例的测试RRAM器件的数据保持特性的方法的流程图。

具体实施方法：

本发明人提出了RRAM器件的失效机制的物理模型，并据此提出了RRAM器件的数据保持时间的评价模型，从而提出了一种新型的测量方法，对于评价RRAM器件的数据保持时间特性有重要的意义。

在RRAM中，氧化物薄膜中的导电通道主要是由氧空位形成，氧空位的产生或者复合导致导电通道的接通或断开。

本发明人提出了如下的电阻态(数据)失效模型。

在氧化物薄膜中，在高阻态时氧空位的产生概率或者在低阻态时氧空位的复合概率p均可表示为

p = \exp (- \frac{E_{a}}{kT})

公式(1)

其中，E_a为氧空位产生或复合的激活能，k为波尔兹曼常数，T为绝对温度。

RRAM器件在t时间内的失效概率F(t)可以表示为：

F (t) = 1 - {(1 - p)}^{\frac{nt}{t_{0}}}

公式(2)

其中，对于高阻态失效，n为氧空位自发产生的可能格点数目，对于低阻态失效，n为氧空位自发复合的可能格点数目，t₀为氧原子的震动周期，t为测量的数据保持时间。

因而，ln[1-F(t)]与RRAM器件的数据保持时间t有线性关系。

RRAM器件的预期数据保持时间

为

{t_{E}}^{T} = \frac{t_{0}}{n | \ln (1 - p) |} \approx \frac{t_{0}}{np} = \frac{t_{0}}{n} \exp (\frac{E_{a}}{kT}) (p < < 1)

公式(3)

因而，预期数据保持时间

和

成指数关系。

在外界电场(由外加的偏压产生)作用下，数据保持时间将减小。RRAM器件的预期数据保持时间与外加电压v的关系如公式(4)所示

t_{E}^{V} = t_{E} \exp (- \frac{qaV}{2 dkT})

公式(4)

其中a为晶格常量，d为有效厚度，q为氧离子电荷。

因而，预期数据保持时间

和V成指数关系。

为了验证该模型，利用图3所示的测试系统对RRAM单元进行不同温度、不同应力测试条件下的电阻测量。该测试系统包括温度可控的样品台11、以及与样品台上的探针相连的半导体参数测试仪12(如可购自Agilent Technologies的精密半导体参数分析仪4156C，或可购自KeithleyInstruments的半导体特征分析系统4200)。将RRAM器件10的样品放置在样品台11上，并将RRAM器件10的底电极层102和顶电极层104分别与样品台11上的探针电连接。

样品台11的温度可以根据测试需要改变，半导体参数测试仪12可以对样品台11上的样品施加预定的偏压或者电压和电流脉冲，从而可以测量RRAM器件是不同温度和不同偏压下的I-V电学特性。图3所示的测试系统对于本领域的技术人员而言是已知的。

图4(a)示出了在近似零偏压条件下向RRAM器件施加的电压脉冲，用于测量近似零偏压时的数据保持时间。通过给定一个较小的脉冲电压(例如0.1V)和较短的脉冲宽度，读取RRAM器件的电流，得到RRAM器件的电阻值。这样，器件只在较短的时间内受到外加电信号的影响，而在其他时间内不受外加电压的影响，从而最大程度抑制外加测量信号对于RRAM器件的数据保持时间的影响。并且，在一个正向电压紧接一个同样持续时间、同样幅度的负向电压，以抑制读电压时的电荷积累效应，从而可以避免可能由此导致的击穿。

图4(b)示出了在应力测试条件下向RRAM器件施加的偏压，用于在施加偏压时的数据保持时间。通过在一段持续时间内对RRAM施加固定幅度的电压，测试正常偏压对RRAM器件的电阻态数据保持时间的影响。并且，在一个正向电压紧接一个同样持续时间、同样幅度的负向电压，以抑制读电压时的电荷积累效应，从而可以避免可能由此导致的击穿。

图5示出了在RRAM器件的高阻态失效时电阻与时间的关系。在特定的温度(150℃)以及特定的偏压(0.05V)条件下，施加如图4(a)所示的电压脉冲，以测量近似零偏压时的数据保持时间。RRAM器件初始状态为高阻态，并在600s左右变为低阻态，也即表现出高阻态失效。因此，可以确定其数据保持时间为600s。

图6示出了RRAM器件在近似零偏压条件下高阻态失效时数据保持时间的统计分析。

首先，在近似零偏压和不同的温度条件下，对相同或不同的一个RRAM器件多次测量电阻与时间之间的关系(即与图5所示类似的曲线)，以获得各温度下的多个数据保持时间的数据。然后，按照F(t)＝数据保持时间＜t的样品数量/所有失效样品的总数，计算出RRAM器件在各温度下的高阻态失效概率F(t)。最后，在图6中绘制出RRAM器件在各温度下(例如，120℃、150℃、180℃)的高阻态失效概率F(t)的函数1-F(t)(纵轴，按照对数坐标表示1-F(t)的数值)与其测量的数据保持时间t(横轴，单位为s)之间的关系，表示在相应的偏压和温度下数据保持时间的统计分布。

可以发现，该高阻态失效概率F(t)的函数ln[1-F(t)]与RRAM器件的数据保持时间t之间符合线性关系，这证实了公式(2)的正确性。

进一步地，对于图6所示的各个温度下的关系(即高阻态失效概率F(t)与数据保持时间之间的关系)，利用公式(2)进行拟合，以获得参数p和t0/n，然后代入公式(3)，计算出在各个温度下的预期数据保持时间t_E。

图7示出了在高阻态失效时预期数据保持时间t(纵轴，单位为s，按照对数坐标表示t的数值)与温度的倒数1/T(横轴，单位为K^-1)之间的关系。

可以发现，高阻态失效时的预期数据保持时间的函数lnt与温度的倒数1/T之间符合线性关系，这证实了公式(3)的正确性。

进一步地，利用外推可以得RRAM器件在室温下高阻态时的预期数据保持时间。

图8示出了RRAM器件在不同偏压的条件下高阻态失效时数据保持时间的统计分析。

首先，在150℃和不同的偏压条件下，对相同或不同的一个RRAM器件多次测量电阻与时间之间的关系(即与图5所示类似的曲线)，以获得各个偏压下的多个数据保持时间的数据。然后，按照F(t)＝数据保持时间＜t的样品数量/所有失效样品的总数，计算出RRAM器件在各温度下的高阻态失效概率F(t)。最后，在图8中绘制出RRAM器件在各个偏压下(例如，0.1V、0.2V、0.3V、0.4V)的高阻态失效概率F(t)的函数1-F(t)(纵轴，按照对数坐标表示1-F(t)的数值)与其数据保持时间t(横轴，单位为s)之间的关系，表示在相应的偏压和温度下数据保持时间的统计分布。

可以发现，该高阻态失效概率F(t)的函数ln[1-F(t)]与RRAM器件的数据保持时间t之间符合线性关系，这再次证实了公式(2)的正确性。

进一步地，对于图8所示的各个偏压下的关系(即高阻态失效概率F(t)与数据保持时间之间的关系)，利用公式(2)进行拟合，以获得参数p和t0/n，然后代入公式(4)，计算出在各个偏压下的预期数据保持时间t_E。。

图9示出了在应力测试条件下，RRAM高阻态失效时的预期数据保持时间t(纵轴，单位为s，按照对数坐标表示t的数值)与偏压V(横轴，单位为V)之间的关系，其中样品台温度(150℃)保持不变。

可以发现，高阻态失效时的预期数据保持时间的函数lnt与偏压V之间符合线性关系，这证实了公式(4)的正确性。

进一步地，利用外推可以得RRAM器件在零偏压下高阻态时的预期数据保持时间。

而且，图7和图9所示的实验结果进一步证明了RRAM器件在高阻态失效时的数据保持时间具有如图6所示的特定的统计分布规律。

由于公式(1)至(4)均适用低阻态失效，因此类似的结果也适用于低阻态失效的情况。与高阻态不同的是，公式(1)中的Ea此时是指氧空位被氧离子复合时的激活能，公式(2)中的n指可能被复合的氧空位数目，公式中的其他参数的含义则与高阻态时相同。

基于以上提出的电阻态保持特性模型，本发明人提出了获得RRAM器件在室温条件下的数据保持时间的测试方法。

在下面的实施例中，利用图3所示的测试系统，测量例如TiN/Gd:HfO₂/Pt结构的RRAM器件的预期数据保持时间，其中，将RRAM器件放置在样品台11上。

第一实施例

第一实施例的方法在室温、近似零偏压下直接测量以获得RRAM器件在室温下的预期数据保持时间，该方法包括以下的步骤(参见图10)。

在步骤S101，通过对样品台11的温度控制，将RRAM器件保持在恒定的室温(25℃)下。

在步骤S102，对RRAM器件进行擦除操作，使其处于高阻态。

在步骤S103，向RRAM器件施加图4(a)所示的测试电压，测量近似零偏压时RRAM器件的电阻随时间的变化(如图5所示)，并获得测量的数据保持时间。

在步骤S104，对同一芯片上的多个不同RRAM器件，或者对同一芯片上的同一个RRAM器件，多次(例如至少10次)重复步骤S101-S103，以获得多个测量的数据保持时间。

对于已经过测试的同一个RRAM器件，在通过步骤S102的擦除操作之后，仍然可以对该RRAM器件再次进行测量。

在步骤S105，按照F(t)＝数据保持时间＜t的样品数量/所有失效样品的总数，计算出RRAM器件的高阻态失效概率F(t)(如图6和8所示)。

在步骤S106，利用公式(2)对RRAM器件的高阻态失效概率F(t)进行拟合，以获得参数p和t0/n，然后代入公式(3)，计算出在室温和近似零偏压下的预期数据保持时间t_E。

结果，在第一实施例中，获得了室温和近似零偏压条件下的高阻态失效时的预期数据保持时间

如果在步骤S102中对器件进行编程操作(即编程至低阻态)，然后执行与评估高阻态相同的步骤，则可以获得低阻态失效时的预期数据保持时间。

第二实施例

第二实施例的方法在升高的温度、近似零偏压下测量，以外推出RRAM器件在室温下的预期数据保持时间。

由于预期数据保持时间与温度之间的指数关系(参见公式(3))，因此，可以对RRAM器件进行温度加速测量。温度加速测量是指提高RRAM器件的温度，以加快器件失效，获得在升高温度下的器件数据保持时间。温度加速测量使得RRAM器件相对于室温条件提前失效，从而可以明显地减少测量所需的时间。

根据几个较高的不同温度下测量得到的预期数据保持时间的统计分布(如图6所示)，利用预期数据保持时间与温度的倒数成指数规律，外推得到室温条件下RRAM电阻态的预期数据保持时间(如图7所示)。

第二实施例的方法包括以下步骤(参见图11)。

在步骤S201，通过对样品台11的温度控制，将RRAM器件保持在恒定的温度(例如120℃)下。

在步骤S202，对RRAM器件进行擦除操作，使其处于高阻态。

在步骤S203，向RRAM器件施加图4(a)所示的测试电压，测量近似零偏压时RRAM器件的电阻随时间的变化(如图5所示)，并获得测量的数据保持时间。

在步骤S204，对同一芯片上的多个不同RRAM器件，或者对同一芯片上的同一个RRAM器件，多次(例如至少10次)重复步骤S201-S203，以获得多个测量的数据保持时间。

对于已经过测试的同一个RRAM器件，在通过步骤S202的擦除操作之后，仍然可以对该RRAM器件再次进行测量。在步骤S205，按照F(t)＝数据保持时间＜t的样品数量/所有失效样品的总数，计算出RRAM器件的高阻态失效概率F(t)(如图6所示)。

在步骤S206，利用公式(2)对RRAM器件的高阻态失效概率F(t)进行拟合，以获得参数p和t0/n，然后代入公式(3)，计算出在120℃和近似零偏压下的预期数据保持时间t_E。

在步骤S207，多次重复步骤S201-S206，其中在步骤S201中改变样品台11的温度，分别获得其他温度(例如150℃，180℃)下的预期数据保持时间t_E。

在步骤S208，利用公式(3)对各个温度(例如120℃、150℃，180℃)下获得的预期数据保持时间进行拟合，并外推出室温下的预期数据保持时间t_E(如图7所示)。

结果，在第二实施例中，获得了室温和近似零偏压条件下的高阻态失效时的预期数据保持时间

如果在步骤S202中对器件进行编程操作(即编程至低阻态)，然后执行与评估高阻态相同的步骤，则可以获得低阻态失效时的预期数据保持时间。

第三实施例

第三实施例的方法在室温、应力测试条件下测量，以外推出RRAM器件在零偏压下的预期数据保持时间。

由于预期数据保持时间与应力测试中施加的偏压之间的指数关系(参见公式(4))，可以对RRAM器件进行电压加速测量。电压加速测量是指对RRAM器件施加一定的偏压，以加快器件失效，获得在施加偏压下的器件数据保持时间。电压加速测量使得RRAM器件相对于零偏压条件提前失效，从而可以明显地减少测量所需的时间。

根据几个较高的不同偏压下测量得到的预期数据保持时间的统计分布(如图8所示)，利用预期数据保持时间与偏压的指数规律，外推得到零偏压条件下RRAM电阻态的预期数据保持时间(如图9所示)。

第三实施例的方法包括以下步骤(参见图12)。

在步骤S301，通过对样品台11的温度控制，将RRAM器件保持在恒定的室温(25℃)下。

在步骤S302，对RRAM器件进行擦除操作，使其处于高阻态。

在步骤S303，向RRAM器件施加图4(b)所示的偏压(例如0.1V)，测量应力测试条件下RRAM器件的电阻随时间的变化(如图5所示)，并获得测量的数据保持时间。

在步骤S304，对同一芯片上的多个不同RRAM器件，或者对同一芯片上的同一个RRAM器件，多次(例如至少10次)重复步骤S301-S303，以获得多个测量的数据保持时间。

对于已经过测试的同一个RRAM器件，在通过步骤S302的擦除操作之后，仍然可以对该RRAM器件再次进行测量。

在步骤S305，按照F(t)＝数据保持时间＜t的样品数量/所有失效样品的总数，计算出RRAM器件的高阻态失效概率F(t)(如图8所示)。

在步骤S306，利用公式(2)对RRAM器件的高阻态失效概率F(t)进行拟合，以获得参数p和t0/n，然后代入公式(3)，计算出在120℃和该偏压(例如0.1V)下的预期数据保持时间t_E。

在步骤S307，多次重复步骤S301-S306，其中在步骤S301中改变向RRAM器件施加的偏压，分别获得其他偏压(例如0.2V、0.3V、0.4V)的预期数据保持时间t_E。

在步骤S308，利用公式(4)对各个偏压(例如0.1V、0.2V、0.3V、0.4V)下获得的预期数据保持时间进行拟合，并外推出零偏压下的预期数据保持时间t_E(如图9所示)。

结果，在第三实施例中，获得了室温和零偏压条件下的高阻态失效时的预期数据保持时间

如果在步骤S302中对器件进行编程操作(即编程至低阻态)，然后执行与评估高阻态相同的步骤，则可以获得低阻态失效时的预期数据保持时间。

第四实施例

第四实施例的方法在升高的温度、应力测试条件下测量，以外推出RRAM器件在室温和零偏压下的预期数据保持时间。

利用温度加速测量和电压加速测量相结合，使得RRAM器件相对于室温和零偏压条件提前失效，从而可以明显地减少测量所需的时间。

第三实施例的方法包括以下步骤(参见图13)。

在步骤S401，通过对样品台11的温度控制，将RRAM器件保持在恒定的温度(例如120℃)下。

在步骤S402，对RRAM器件进行擦除操作，使其处于高阻态。

在步骤S403，向RRAM器件施加图4(b)所示的偏压(例如0.1V)，测量近似应力测试条件下RRAM器件的电阻随时间的变化(如图5所示)，并获得测量的数据保持时间。

在步骤S404，对同一芯片上的多个不同RRAM器件，或者对同一芯片上的同一个RRAM器件，多次(例如至少10次)重复步骤S401-S403，以获得多个测量的数据保持时间。

对于已经过测试的同一个RRAM器件，在通过步骤S402的擦除操作之后，仍然可以对该RRAM器件再次进行测量。

在步骤S405，按照F(t)＝数据保持时间＜t的样品数量/所有失效样品的总数，计算出RRAM器件的高阻态失效概率F(t)(如图8所示)。

在步骤S406，利用公式(2)对RRAM器件的高阻态失效概率F(t)进行拟合，以获得参数p和t0/n，然后代入公式(3)，计算出在120℃和该偏压(例如0.1V)下的预期数据保持时间t_E。

在步骤S407，多次重复步骤S401-S406，其中在步骤S401中改变向RRAM器件施加的偏压，分别获得其他偏压(例如0.2V、0.3V、0.4V)的预期数据保持时间t_E。

在步骤S408，利用公式(4)对各个偏压(例如0.1V、0.2V、0.3V、0.4V)下获得的预期数据保持时间进行拟合，并外推出零偏压下的预期数据保持时间t_E(如图9所示)。

在步骤409，多次重复步骤S401-S408，其中在步骤S401中改变样品台11的温度，分别获得其他温度(例如150℃，180℃)下的预期数据保持时间t_E。

在步骤S410，利用公式(3)对各个温度(例如120℃、150℃，180℃)下获得的预期数据保持时间进行拟合，并外推出室温下的预期数据保持时间t_E(如图7所示)。

结果，在第四实施例中，获得了室温和零偏压条件下的高阻态失效时的预期数据保持时间

如果在步骤S402中对器件进行编程操作(即编程至低阻态)，然后执行与评估高阻态相同的步骤，则可以获得低阻态失效时的预期数据保持时间。

上述是对于根据本发明的实施例的详细描述，但是很显然，本发明技术领域的熟练人员可以根据上述的步骤做出形式和内容方面非实质性的改变而不偏离本发明所实质保护的范围。例如，作为第四实施例的变型，可以首先外推出各个偏压下的室温的预期数据保持时间，然后进一步外推零偏压和室温的预期数据保持时间，这是明显的。

因此，本发明不局限于上述具体的形式和细节。

Claims

1.一种测试RRAM器件的数据保持特性的方法，包括以下步骤：

a)控制样品台的温度，将RRAM器件保持为预定的温度；

b)将RRAM器件设置为高阻态或低阻态；

c)向RRAM器件施加预定的电压，使其发生电阻态失效，以测量数据保持时间；

d)重复步骤a)-c)，进行多次测量；

2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤f)之后还包括：

g)重复步骤a)-f)，测量不同偏压下的预期数据保持时间；

h)利用不同偏压下的预期数据保持时间，外推出零偏压下的预期数据保持时间t_E。

3.根据权利要求2所述的方法，其中在步骤h)之后还包括：

i)重复步骤a)-h)，测量不同温度下的预期数据保持时间；

j)利用不同温度下的预期数据保持时间，外推出室温下的预期数据保持时间t_E。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤f)之后还包括：

g’)重复步骤a)-f)，测量不同温度下的预期数据保持时间；

h’)利用不同温度下的预期数据保持时间，外推出室温下的预期数据保持时间t_E。

5.根据权利要求4所述的方法，其中在步骤h)之后还包括：

i′)重复步骤a)-h’)，测量不同偏压下的预期数据保持时间；

j’)利用不同偏压下的预期数据保持时间，外推出零偏压下的预期数据保持时间t_E。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤b)包括对RRAM器件进行擦除操作，以将其设置为高阻态，并且所述步骤c)发生高阻态失效。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤b)包括对RRAM器件进行编程操作，以将其设置为低阻态，并且所述步骤c)发生低阻态失效。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤f)中采用的拟合公式为：

F (t) = 1 - {(1 - p)}^{\frac{nt}{t_{0}}}

其中，t为测量的数据保持时间，对于高阻态失效，n为氧空位自发产生的可能格点数目，对于低阻态失效，n为氧空位自发复合的可能格点数目，t₀为氧原子的震动周期，p为在高阻态时氧空位的产生概率或者在低阻态时氧空位的复合概率，以及

在步骤f)采用的计算预期数据保持时间的公式为：

{t_{E}}^{T} = \frac{t_{0}}{n | \ln (1 - p) |} \approx \frac{t_{0}}{np} = \frac{t_{0}}{n} \exp (\frac{E_{a}}{kT}) (p < < 1)

9.根据权利要求3或4所述的方法，其中外推出室温下的预期数据保持时间的公式为：

{t_{E}}^{T} = \frac{t_{0}}{n | \ln (1 - p) |} \approx \frac{t_{0}}{np} = \frac{t_{0}}{n} \exp (\frac{E_{a}}{kT}) (p < < 1)

其中，对于高阻态失效，n为氧空位自发产生的可能格点数目，对于低阻态失效，n为氧空位自发复合的可能格点数目，t₀为氧原子的震动周期，p为在高阻态时氧空位的产生概率或者在低阻态时氧空位的复合概率，E_a为氧空位产生或复合的激活能，k为波尔兹曼常数，T为绝对温度。

10.根据权利要求2或5所述的方法，其中外推出零偏压下的预期数据保持时间的公式为：

t_{E}^{V} = t_{E} \exp (- \frac{qaV}{2 dkT})

其中，a为晶格常量，d为有效厚度，q为氧离子电荷，k为波尔兹曼常数，T为绝对温度。

11.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤c)中，在对RRAM器件施加一段时间的正向电压之后，在紧接着的相同时间内施加了一段绝对值相同的负向电压，以抑制电荷积累效应可能导致的器件击穿。

12.根据权利要求2或5所述的方法，其中至少在3个不同的偏压值下测量获得RRAM器件的预期数据保持时间。

13.根据权利要求3或4所述的方法，其中至少在3个不同的温度值下测量获得RRAM器件的预期数据保持时间。