KR101447819B1 - Testing Method of Magnetic Memory - Google Patents

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KR101447819B1
KR101447819B1 KR1020130051880A KR20130051880A KR101447819B1 KR 101447819 B1 KR101447819 B1 KR 101447819B1 KR 1020130051880 A KR1020130051880 A KR 1020130051880A KR 20130051880 A KR20130051880 A KR 20130051880A KR 101447819 B1 KR101447819 B1 KR 101447819B1
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송윤흡
길규현
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

A method to test a magnetic memory having a magnetic tunnel junction structure is disclosed. A resistance value of a graph having normal characteristics at a switching voltage level is selected as a reference resistance value, and the resistance value of a memory to be tested is measured. Furthermore, a slope representing the resistance change of the memory cell to be tested can be measured. The resistance change due to repeated testing is also measured to screen changes in the characteristics of the magnetic tunnel junction structure.

Description

마그네틱 메모리의 테스트 방법{Testing Method of Magnetic Memory}{Testing Method of Magnetic Memory}

본 발명은 마그네틱 메모리의 테스트 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마그네틱 메모리의 각각의 셀의 물성적 불량에 적합한 테스트 방법을 제공하는 것에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a testing method of a magnetic memory, and more particularly, to a test method suitable for defective physical properties of each cell of a magnetic memory.

비휘발성 메모리는 전원이 제거되더라도 저장상태를 유지할 수 있는 특성을 가진다. 비휘발성 메모리의 대표적인 소자로는 플래시 메모리가 있으며, 이외에도 저항변화 메모리, 상변화 메모리 및 마그네틱 메모리가 있다.The nonvolatile memory has a characteristic of being able to maintain the storage state even when the power supply is removed. Typical elements of non-volatile memory include flash memory, resistance memory, phase change memory, and magnetic memory.

저항변화 메모리는 저항변화층에서의 도전성 필라멘트의 형성에 따라 저항상태가 변하는 특성을 가진다. 또한, 상변화 메모리는 결정질과 비정질의 상변화를 통해 저항상태가 변하는 특성을 가진다. 반면, 마그네틱 메모리는 자화방향의 설정에 따라 저항상태가 변하는 특성을 가진다.The resistance change memory has a characteristic in which the resistance state changes depending on the formation of the conductive filament in the resistance variable layer. In addition, the phase change memory has a characteristic in which the resistance state changes through a phase change of crystalline and amorphous. On the other hand, the magnetic memory has a characteristic in which the resistance state changes depending on the setting of the magnetization direction.

마그네틱 메모리는 자기저항이라는 양자역학적 효과를 이용하는 것으로 최근에는 자기터널접합(Magnetic Tunnel Junction)일 이용한 구성이 논의되고 있다. 자기터널접합은 강자성체인 고정층과 자유층이 구비되고, 고정층과 자유층 사이에는 터널 장벽층이 개입된다. 자기터널 접합에서 스핀 전자의 도전상태는 터널 장벽층을 중심으로 배치된 강자성체들의 자화배열에 따라 양상이 달라지는 특성이 있다. 예컨대, 강자성체의 평행, 반평행 상태에 따라 저항은 변화된다. 따라서, 자기터널접합에서 저항의 차이는 2개의 강자성체들의 스핀분극도 및 터널 장벽층을 구성하는 물질을 통한 전자의 터널링에 크게 의존한다.The magnetic memory utilizes the quantum mechanical effect of magnetoresistance. In recent years, a configuration using a magnetic tunnel junction has been discussed. The magnetic tunnel junction is provided with a fixed layer and a free layer which are ferromagnetic, and a tunnel barrier layer is interposed between the fixed layer and the free layer. The conduction state of the spin electrons in the magnetic tunnel junction has a characteristic that the aspect changes depending on the magnetization arrangement of the ferromagnetic materials disposed around the tunnel barrier layer. For example, the resistance changes depending on the parallel and anti-parallel states of the ferromagnetic material. Thus, the difference in resistance in magnetic tunnel junctions is highly dependent on the spin polarization of the two ferromagnets and the tunneling of electrons through the material that constitutes the tunnel barrier layer.

최근에는 마그네틱 메모리에 데이터를 기록하는 방식으로 스핀전달토크(Spin Transfer Torque) 방식이 사용된다. 이는 외부 자기장의 인가를 통해 자화의 반전을 유도하지 않고, 자기터널접합에 직접 전류를 주입하여 자화의 반전을 유도하는 방식이다. 상기 스핀전달토그 방식은 고집적화에 적합한 방식이다. 이는 데이터 저장 단위인 자기터널접합에 직접 전류를 인가하여 자화방향을 조절하는데 기인한다. 또한, 스핀전달토크의 자화거동은 자기터널접합 내에서 터널 장벽층의 특성에 크게 의존하는 특성이 있다. 자기터널접합 내에서 터널 장벽층으로는 MgO 또는 유사한 금속 산화물이 사용되는데, 이는 데이터의 기록을 위해 인가되는 전류의 제한을 유발한다. 즉, 전자의 터널링 현상을 유지하고, 물리적 파괴나 물성적 변형이 일어나지 않는 한계 전류를 가지는 것이 문제가 된다. 이외에도 강자성체와 터널 장벽층의 계면 특성의 변화는 그 경계면에서 전자의 스핀 방향에 따른 반사도의 변화를 유도하여 마그네틱 메모리의 특성의 변화를 일으키는 문제를 유발한다.In recent years, spin transfer torque method is used as a method of writing data to a magnetic memory. This is a method of inducing the inversion of magnetization by injecting a direct current into the magnetic tunnel junction without inducing the inversion of magnetization through application of an external magnetic field. The spin transfer toggle method is suitable for high integration. This is due to the fact that the magnetization direction is controlled by applying a direct current to the magnetic tunnel junction, which is a data storage unit. Also, the magnetization behavior of the spin transfer torque is highly dependent on the characteristics of the tunnel barrier layer in the magnetic tunnel junction. In the magnetic tunnel junction, MgO or a similar metal oxide is used as the tunnel barrier layer, which causes a limitation of the current applied for recording data. That is, it is a problem to maintain the tunneling phenomenon of electrons and to have a threshold current that does not cause physical destruction or physical property deformation. In addition, the change in the interfacial characteristics between the ferromagnetic material and the tunnel barrier layer induces a change in the reflectivity according to the spin direction of the electrons at the interface, thereby causing a problem of changing the characteristics of the magnetic memory.

특성의 변화가 예상되는 마그네틱 메모리에 대한 테스트는 상태에 따른 기준전압을 설정하고 인지되는 출력값을 기준전압과 비교하는 방법이 사용된다.The test for the magnetic memory in which the characteristic is expected to change is a method of setting a reference voltage according to the state and comparing the recognized output value with the reference voltage.

이외에도 자기터널접합이 형성되지 않은 복제 셀에 전압을 인가하고, 이를 메모리 셀과 비교하여 자기터널접합의 저항상태를 측정하는 방법이 사용되기도 한다.In addition, a method of measuring a resistance state of a magnetic tunnel junction by applying a voltage to a replica cell where a magnetic tunnel junction is not formed, and comparing the voltage to a memory cell may be used.

다만, 상술한 마그네틱 메모리의 성능 측정 방법은 소자 설계에서 별도의 복제 셀을 형성하는 등의 설계상의 부담이 가중되는 문제가 있다. 또한, 통상의 기준전압을 설정하고 측정되는 신호를 통해 불량여부를 판단하는 방법은 자기터널접합의 구성에서 불량이 발생된 원인을 파악하는데 한계가 있다.However, the above-described method of measuring the performance of the magnetic memory has a problem in that the design burden is increased such as forming a separate replica cell in the device design. In addition, there is a limit to how to determine the cause of defects in the configuration of the magnetic tunnel junction by setting a normal reference voltage and judging whether the defect is caused by the signal to be measured.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 자기터널접합 구조에서 불량의 유형을 분석할 수 있는 마그네틱 메모리의 테스트 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of testing a magnetic memory capable of analyzing the type of defects in a magnetic tunnel junction structure.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 테스트가 수행되는 자기터널접합 구조에 대한 리셋 동작을 실시하여 고저항 상태를 형성하는 단계; 상기 고저항 상태인 상기 자기터널접합 구조에 바이어스 전압을 인가하여 저항값을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 저항값을 정상 동작 특성을 보이는 그래프에서의 스위칭 전압에 상응하는 기준 저항값과 비교하는 단계를 포함하는 마그네틱 메모리의 테스트 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for testing a magnetic tunnel junction structure, comprising: forming a high resistance state by performing a reset operation on a magnetic tunnel junction structure to be tested; Measuring a resistance value by applying a bias voltage to the magnetic tunnel junction structure in the high resistance state; And comparing the measured resistance value with a reference resistance value corresponding to a switching voltage in a graph showing normal operating characteristics.

또한, 본 발명의 상기 과제는, 테스트가 수행되는 자기터널접합 구조에 대한 리셋 동작을 실시하여 고저항 상태를 형성하는 단계; 상기 고저항 상태인 상기 자기터널접합 구조에 바이어스 전압을 인가하여 저항값의 기울기인 저항기울기를 측정하는 단계; 및 상기 저항기울기를 정상 동작 특성을 보이는 그래프에서의 기준 저항기울기과 비교하는 단계를 포함하는 마그네틱 메모리의 테스트 방법의 제공을 통해서도 달성된다.The above object of the present invention is also achieved by a method for testing a magnetic tunnel junction structure, comprising: performing a reset operation on a magnetic tunnel junction structure to be tested to form a high resistance state; Applying a bias voltage to the magnetic tunnel junction structure in a high resistance state to measure a resistance slope, which is a slope of a resistance value; And comparing the resistance slope to a slope of the reference resistance in a graph showing normal operating characteristics.

또한, 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 테스트가 수행되는 자기터널접합 구조에 대한 리셋 동작을 실시하여 고저항 상태를 형성하는 단계; 상기 고저항 상태인 상기 자기터널접합 구조에 바이어스 전압을 인가하여 저항값을 측정하고, 정상 동작 특성을 보이는 그래프에서의 스위칭 전압에 상응하는 기준 저항값과 비교하는 제1 테스트 단계; 상기 자기터널접합 구조의 저항기울기를 측정하고, 상기 저항기울기를 정상 동작 특성을 보이는 그래프에서의 기준 저항기울기과 비교하는 제2 테스트 단계; 상기 기준 저항기울기와 비교된 상기 자기터널접합 구조에 바이어스 전압 및 저항값의 측정을 반복하여 최소 저항값을 산출하고, 상기 기준 저항값과 비교하는 제3 테스트 단계를 포함하는 마그네틱 메모리의 테스트 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of testing a magnetic tunnel junction structure, comprising: forming a high resistance state by performing a reset operation on a magnetic tunnel junction structure to be tested; A first test step of measuring a resistance value by applying a bias voltage to the magnetic tunnel junction structure having the high resistance state and comparing the resistance value with a reference resistance value corresponding to a switching voltage in a graph showing normal operation characteristics; Measuring a resistance slope of the magnetic tunnel junction structure and comparing the resistance slope with a reference resistance slope in a graph showing normal operating characteristics; And a third test step of repeating the measurement of the bias voltage and the resistance value in the magnetic tunnel junction structure compared with the reference resistance slope to calculate a minimum resistance value and comparing the minimum resistance value with the reference resistance value. to provide.

상술한 본 발명에 따르면, 다양한 테스트 방법을 통해 자기터널접합 구조를 가지는 마그네틱 메모리의 특성을 측정할 수 있다. 특히, 강자성체 또는 터널 장벽층의 결함, 계면 특성의 저하에서 발생되는 다양한 현상을 분석할 수 있다. 즉, 자기터널접합 구조에서의 불량의 유형은 이를 구성하는 물질들의 상태를 구별하고 확인할 수 있는 수단으로 제공될 수 있다.According to the present invention described above, characteristics of a magnetic memory having a magnetic tunnel junction structure can be measured through various test methods. Particularly, it is possible to analyze various phenomena arising from defects of the ferromagnetic material or the tunnel barrier layer and deterioration of the interface characteristics. That is, the type of defects in the magnetic tunnel junction structure can be provided as a means of distinguishing and confirming the states of constituent materials thereof.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네틱 메모리의 테스트 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 1의 테스트 방법을 설명하기 위한 저항-전압 그래프이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네틱 메모리의 다른 테스트 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 3의 테스트 방법을 설명하기 위한 저항-전압 그래프이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네틱 메모리의 또 다른 테스트 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 5의 테스트 방법을 설명하기 위한 저항-전압 그래프이다.
1 is a flowchart illustrating a method of testing a magnetic memory according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a resistance-voltage graph for explaining the test method of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating another test method of a magnetic memory according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a resistance-voltage graph for explaining the test method of FIG. 3 according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating another method of testing a magnetic memory according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a resistance-voltage graph for explaining the test method of FIG. 5 according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시예Example

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네틱 메모리의 테스트 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method of testing a magnetic memory according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 펄스 전류를 인가하여 해당하는 메모리 셀을 리셋시킨다(S100). 리셋 동작은 자기터널접합 구조의 메모리 셀이 고저항 상태로 진입함을 의미한다. 즉, 자유단, 터널 장벽층 및 고정단으로 구성된 자기터널접합에 특정 방향의 전류 펄스를 인가하는 경우, 메모리 셀은 리셋되고 고저항 상태가 된다.Referring to FIG. 1, a corresponding memory cell is reset by applying a pulse current (S100). The reset operation means that the memory cell of the magnetic tunnel junction structure enters the high resistance state. That is, when a current pulse in a specific direction is applied to a magnetic tunnel junction composed of a free end, a tunnel barrier layer, and a fixed end, the memory cell is reset and becomes a high resistance state.

계속해서, 리셋된 메모리 셀에 바이어스 전압 Vb를 인가하고 테스트 대상인 메모리 셀의 저항값을 측정한다(S110).Subsequently, a bias voltage Vb is applied to the reset memory cell, and the resistance value of the memory cell to be tested is measured (S110).

이어서, 메모리 셀의 저항값 Rm은 기준 저항값 Rref와 비교된다(S120). 상기 기준 저항값 Rref는 설계시에 정상동작을 판단될 수 있는 최소 저항값으로 기설정된 값이다. 만일, 측정된 저항값 Rm이 기준 저항값 Rref 미만인 경우, 에러코드가 발생되고(S130), 에러코드를 가진 메모리 셀은 불량으로 판정된다.Then, the resistance value Rm of the memory cell is compared with the reference resistance value Rref (S120). The reference resistance value Rref is a predetermined resistance value that can be determined as a normal operation at the time of designing. If the measured resistance value Rm is less than the reference resistance value Rref, an error code is generated (S130), and the memory cell having the error code is determined to be defective.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 1의 테스트 방법을 설명하기 위한 저항-전압 그래프이다.2 is a resistance-voltage graph for explaining the test method of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 리셋 상태에서 기준 저항값 Rref는 소정의 값을 가진다. 상기 그래프에서 자유단은 CoFeB로 구성되고, 터널 장벽층은 MgO로 구성되며, 고정단은 CoFeB로 구성된다. 터널 장벽층의 두께는 약 9nm로 설정된다. 리셋 상태인 경우, 0V의 전압의 인가시 가장 높은 저항값을 가진다. 또한, 상기 자기터널접합 구조의 스위칭 전압 Vs는 0.5V이다. 스위칭 전압 Vs에서 자기터널접합 구조는 저저항 상태로 진입한다.Referring to FIG. 2, in the reset state, the reference resistance value Rref has a predetermined value. In the graph, the free end is made of CoFeB, the tunnel barrier layer is made of MgO, and the fixed end is made of CoFeB. The thickness of the tunnel barrier layer is set to about 9 nm. In the reset state, it has the highest resistance value when a voltage of 0 V is applied. Further, the switching voltage Vs of the magnetic tunnel junction structure is 0.5V. At the switching voltage Vs, the magnetic tunnel junction structure enters a low resistance state.

상기 그래프에서 점선은 정상동작을 수행하는 자기터널접합 구조의 저항-전압 특성을 나타낸다. 점선으로 나타난 정상동작시의 특성 그래프는 일종의 테스트 기준으로 제공된다. 이는 정상 샘플의 특성으로 이해될 수 있다. 정상동작시, 전압의 증가에 따라 저항 특성은 선형적으로 감소하는 것으로 가정한다. 또한, 설정된 스위칭 전압 Vs에서 가지는 고저항값은 기준 저항값 Rref로 결정된다.In the graph, the dotted line represents the resistance-voltage characteristic of the magnetic tunnel junction structure performing normal operation. Characteristic graphs in the normal operation indicated by a dotted line are provided as a kind of test standard. This can be understood as a characteristic of a normal sample. In normal operation, it is assumed that the resistance characteristic decreases linearly with increasing voltage. The high resistance value at the set switching voltage Vs is determined by the reference resistance value Rref.

테스트 대상인 자기터널접합 구조에 바이어스 전압 Vb가 인가된다. 테스트 대상인 메모리 셀의 저항-전압 특성은 실선으로 표시된다. 바이어스 전압 Vb는 0.2V 내지 0.3V로 설정됨이 바람직하다. 설정된 바이어스 전압의 범위 내에서 바이어스 전압 Vb가 인가되고, 테스트 대상인 자기터널접합 구조에 대한 저항값 Rm의 측정이 수행된다. 상기 저항값 Rm의 측정은 인가된 바이어스 전압 Vb에 따른 전류의 측정이 수행되고, 측정된 전류 대비 전압값으로 저항값 Rm이 산출된다. 측정된 저항값 Rm이 기 설정된 기준 저항값 Rref 미만인 경우, 에러 코드가 발생되고, 테스트 대상인 자기터널접합 구조는 불량으로 판정된다.A bias voltage Vb is applied to the magnetic tunnel junction structure to be tested. The resistance-voltage characteristic of the memory cell to be tested is indicated by a solid line. It is preferable that the bias voltage Vb is set to 0.2V to 0.3V. The bias voltage Vb is applied within the range of the set bias voltage and the resistance value Rm for the magnetic tunnel junction structure to be tested is measured. The resistance value Rm is measured by measuring the current in accordance with the applied bias voltage Vb, and the resistance value Rm is calculated from the voltage value with respect to the measured current. When the measured resistance value Rm is less than the predetermined reference resistance value Rref, an error code is generated and the magnetic tunnel junction structure to be tested is determined to be defective.

만일, 인가되는 바이어스 전압 Vb가 0.2V 미만인 경우, 측정되는 저항값 Rm이 불량 범위에 있음에도 양품으로 판정될 수 있는 언더 스크린 현상이 발생될 수 있다. 즉, 낮은 저항상태를 유지하고 있음에도 불구하고, 낮은 바이어스 전압의 인가에 따라 상대적으로 측정되는 저항값 Rm이 상승하여 불량이 양품으로 판정되는 오류가 발생할 수 있다. 또한, 인가되는 바이어스 전압 Vb가 0.3V를 상회하는 경우, 저항의 변화가 많지 않은 상태임에도 불량으로 판정받는 오버 스크린 현상이 발생될 수 있다.If the applied bias voltage Vb is less than 0.2 V, an underscreen phenomenon which can be judged as a good product may occur although the measured resistance value Rm is in the defective range. That is, although a low resistance state is maintained, a resistance value Rm to be measured relatively increases with application of a low bias voltage, and an error may be determined that the defective is determined as a good product. In addition, when the applied bias voltage Vb exceeds 0.3 V, an over-screen phenomenon may be caused to be judged to be defective even though the change in resistance is small.

상기 도 1 및 도 2의 테스트 방법은 자기터널접합 구조에서 고정단, 자유단 또는 터널 장벽층 자체의 결함에 따른 열화현상을 스크린한다. 특히, 자기터널접합 구조의 비정상적인 온도 상승을 스크린한다. 즉, 온도가 상승하는 경우, 강자성체 내의 전자의 스핀은 원 상태를 유지하지 못하고 들뜬 상태가 된다. 들뜬 상태에서 전류가 인가되는 경우, 전자의 스핀이 변경되는 스핀 플립(Spin Flip)이 발생되고, 전자의 스핀은 리셋 상태를 유지하지 못하고 저항이 감소된다. 즉, 상기 도 1 및 도 2의 테스트 방법은 강자성체 내부의 결정 구조의 결함, 불순물의 함유 또는 다결정 구조에서의 배향 특성의 문제에 따른 비정상적인 온도의 상승을 스크린한다.The test method of FIGS. 1 and 2 screens the deterioration phenomenon according to defects of the fixed end, the free end, or the tunnel barrier layer itself in the magnetic tunnel junction structure. In particular, an abnormal temperature rise of the magnetic tunnel junction structure is screened. That is, when the temperature rises, the spin of the electrons in the ferromagnetic body can not maintain the original state and becomes an excited state. When the current is applied in the excited state, a spin flip is generated in which the electron spin is changed, and the electron spin can not maintain the reset state and the resistance is reduced. That is, the test method of FIGS. 1 and 2 screen abnormal temperature rise due to defects in the crystal structure inside the ferromagnetic body, the inclusion of impurities, or the problem of orientation characteristics in the polycrystalline structure.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네틱 메모리의 다른 테스트 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating another test method of a magnetic memory according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 테스트가 수행되는 자기터널접합 구조에 대한 리셋 동작이 수행된다(S200). 또한, 자기터널접합 구조에 대해 저항의 기울기로서 기 설정된 기준 저항기울기 Sref가 제공된다. 상기 기준 저항기울기 Sref는 마그네틱 메모리의 설계 및 개발의 완료시에 일종의 테스트 기준으로 제공되는 값이다.Referring to FIG. 3, a reset operation is performed on a magnetic tunnel junction structure in which a test is performed (S200). In addition, a predetermined reference resistance slope Sref is provided as the slope of the resistance for the magnetic tunnel junction structure. The reference resistance slope Sref is a value provided as a kind of test reference at the completion of the design and development of the magnetic memory.

기준 저항기울기 Sref는 특정의 값을 가지며, 양품 및 불량 판단의 근거가 된다.The reference resistance slope Sref has a specific value and serves as a basis for judging good products and defects.

이어서, 테스트 대상인 자기터널접합 구조에 대한 저항기울기 Sm이 측정된다(S210). 상기 저항기울기 Sm의 측정은 2개의 바이어스 전압들의 인가에 따라 측정되는 저항값들의 연산을 통해 도출된다. 예컨대, 제1 바이어스 전압 V1이 인가되고, 이에 따른 저항이 R1이며, 제2 바이어스 전압 V2에 따른 저항값이 R2로 측정되는 경우, 저항기울기 Sm은 하기의 수학식 1을 따른다.Then, the resistance slope Sm of the magnetic tunnel junction structure to be tested is measured (S210). The measurement of the resistance slope Sm is derived through the calculation of the resistance values measured according to the application of the two bias voltages. For example, when the first bias voltage V1 is applied, the resistance thereof is R1, and the resistance value in accordance with the second bias voltage V2 is measured by R2, the resistance slope Sm follows the following equation (1).

Figure 112013040680118-pat00001
Figure 112013040680118-pat00001

계속해서 측정된 저항기울기 Sm과 기준 저항기울기 Sref에 대한 비교동작이 수행된다(S220). 만일, 측정된 저항기울기 Sm의 절대값이 기준 저항기울기 Sref의 절대값을 상회하는 경우, 해당하는 자기터널접합 구조는 불량으로 판정되어 에러 코드가 발생된다(S230).Subsequently, a comparison operation is performed on the measured resistance gradient Sm and the reference resistance gradient Sref (S220). If the absolute value of the measured resistance gradient Sm exceeds the absolute value of the reference resistance slope Sref, the corresponding magnetic tunnel junction structure is determined to be defective and an error code is generated (S230).

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 3의 테스트 방법을 설명하기 위한 저항-전압 그래프이다.4 is a resistance-voltage graph for explaining the test method of FIG. 3 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 도 2에 설명된 구조로 자기터널접합 구조가 개시된다. 또한, 점선은 테스트의 기준이 되는 정상범위의 저항-전압 특성을 나타내고, 실선은 실제 테스트가 수행되는 메모리 셀의 특성 그래프를 나타낸다.Referring to FIG. 4, a magnetic tunnel junction structure is disclosed with the structure described in FIG. In addition, the dotted line represents the resistance-voltage characteristic in the normal range which is the basis of the test, and the solid line represents the characteristic graph of the memory cell in which the actual test is performed.

기 설정된 기준 저항기울기 Sref는 인가되는 바이어스 전압에 무관하게 일정한 값을 가진다. 실제 테스트가 수행되는 자기터널접합 구조에 대해 순차적으로 제1 바이어스 전압 V1이 인가되고, 제2 바이어스 전압 V2가 인가된다. 각각의 인가되는 바이어스 전압에 따라 테스트되는 자기터널접합의 각각의 저항값은 측정된다. 예컨대, 제1 바이어스 전압 V1에서의 저항값은 R1, 제2 바이어스 전압 V2에서의 저항값은 R2로 측정된다. 측정된 저항값을 근거로한 저항기울기 Sm은 상기 수학식 1에 따른다. 이는 기준 저항기울기 Sref와 비교된다.The predetermined reference resistance slope Sref has a constant value regardless of the applied bias voltage. The first bias voltage V1 is applied sequentially and the second bias voltage V2 is applied to the magnetic tunnel junction structure in which the actual test is performed. Each resistance value of the magnetic tunnel junction to be tested is measured according to each applied bias voltage. For example, the resistance value at the first bias voltage V1 is measured as R1, and the resistance value at the second bias voltage V2 is measured as R2. The resistance slope Sm on the basis of the measured resistance value is given by the above equation (1). This is compared with the reference resistance slope Sref.

즉, 기준 저항기울기 Sref의 절대값에 비해 측정된 저항기울기 Sm의 절대값이 이를 상회하는 경우, 에러 코드가 발생되고 해당되는 셀은 불량으로 판정된다.That is, when the absolute value of the resistance slope Sm measured relative to the absolute value of the reference resistance slope Sref exceeds this value, an error code is generated and the corresponding cell is judged as defective.

상기 도 3 및 도 4에 개시된 테스트 방법은 강자성체와 터널 장벽층의 계면 특성을 확인할 수 있다. 강자성체는 다결정 상태로 제공되며, 터널 장벽층은 금속 산화물의 다결정 또는 단결정의 형태로 제공된다. 강자성체와 터널 장벽층 사이에서는 격자 상수 및 다결정의 배향에 따른 계면의 불일치가 발생되며, 댕글링 결합(dangling bond) 등의 다양한 원인에 따른 계면 결함이 나타난다. 강자성체와 터널 장벽층 사이의 계면 특성이 나쁠 경우, 인가되는 바이어스 전압의 상승에 대해 비정상적인 스핀 플롭 현상이 발생되며, 진행성 스핀 플롭 현상이 발생된다. 따라서, 정상치에 비해 급준한 기울기를 가지는 저항의 변화로 나타난다.The test method disclosed in FIGS. 3 and 4 can confirm the interface characteristics between the ferromagnetic material and the tunnel barrier layer. The ferromagnetic material is provided in a polycrystalline state, and the tunnel barrier layer is provided in the form of a polycrystalline or single crystal of metal oxide. Interfacial mismatch occurs between the ferromagnetic material and the tunnel barrier layer due to the lattice constant and polycrystalline orientation, and interface defects due to various causes such as dangling bond appear. If the interfacial characteristics between the ferromagnetic material and the tunnel barrier layer are poor, an abnormal spin-flop phenomenon occurs in response to the increase of the applied bias voltage, and a progressive spin-flop phenomenon occurs. Therefore, it appears as a change of resistance with steep slope compared with the normal value.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네틱 메모리의 또 다른 테스트 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating another method of testing a magnetic memory according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 테스트가 수행될 셀에 대한 리셋 동작이 수행된다(S300). 리셋 동작을 통해 해당하는 셀의 자기터널접합 구조는 고저항 상태로 진입한다. 또한, 양품 및 불량의 기준이 되는 기준 저항값 Rref가 제공된다.Referring to FIG. 5, a reset operation for a cell to be tested is performed (S300). Through the reset operation, the magnetic tunnel junction structure of the corresponding cell enters the high resistance state. Also, a reference resistance value Rref serving as a reference for good products and defects is provided.

이어서 테스트 반복 횟수에 대한 카운팅 동작이 수행된다(S310). 상기 카운팅 동작은 카운팅 변수 C를 최초의 값 0으로 설정하고, 테스트 수행마다 1씩 증가하는 양상을 가지도록 한다.Subsequently, a counting operation for the number of test repetitions is performed (S310). The counting operation sets the counting variable C to the initial value 0, and increments by 1 for each test execution.

이어서, 바이어스 전압 Vb가 인가된다(S320). 바이어스 전압 Vb의 인가에 따라 테스트되는 자기터널접합 구조의 저항값은 측정된다. Then, the bias voltage Vb is applied (S320). The resistance value of the magnetic tunnel junction structure to be tested according to the application of the bias voltage Vb is measured.

계속해서 카운팅 변수 C가 기준 테스트횟수 X와 동일한지 판단한다(S320). 카운팅 변수 C가 기준 테스트횟수 X 보다 작은 값을 가지는 경우, 카운팅 변수 C는 1만큼 증가하고, 바이어스 전압 Vb의 인가와 자기터널접합 구조의 측정은 반복된다. 테스트 횟수는 카운팅 변수 C에 의해 카운팅되고, 기 설정된 기준 테스트횟수 X에 도달할 때까지 바이어스 전압 Vb의 인가와 저항값의 측정은 반복된다. 또한, 테스트가 반복됨에 따라 동일 바이어스 전압 Vb의 인가에도 측정된 저항값의 변동은 발생되며, 가장 낮은 저항값을 가지는 최소 저항값 Rmin은 선택된다(S340).Subsequently, it is determined whether the counting variable C is equal to the reference test number X (S320). If the counting variable C has a value less than the reference test number X, the counting variable C is increased by 1, and the application of the bias voltage Vb and the measurement of the magnetic tunnel junction structure are repeated. The number of tests is counted by the counting variable C, and the application of the bias voltage Vb and measurement of the resistance value are repeated until the preset reference test number X is reached. Also, as the test is repeated, variation in the measured resistance value occurs even when the same bias voltage Vb is applied, and the minimum resistance value Rmin having the lowest resistance value is selected (S340).

계속해서, 측정된 최소 저항값 Rmin은 기 설정된 기준 저항값 Rref와 비교된다(S350). 최소 저항값 Rmin이 기준 저항값 Rref 미만인 경우, 측정된 셀의 자기터널접합 구조에 대해 에러 코드가 발생되고(S360), 해당하는 셀은 불량으로 판정된다.Subsequently, the measured minimum resistance value Rmin is compared with the predetermined reference resistance value Rref (S350). When the minimum resistance value Rmin is less than the reference resistance value Rref, an error code is generated for the magnetic tunnel junction structure of the measured cell (S360), and the corresponding cell is determined as defective.

상기 도 5에서 테스트의 기준 테스트횟수 X는 10회 내지 90회까지 설정됨이 바람직하다. 기준 테스트횟수 X가 10회 미만인 경우, 반복 테스트에 따른 자기터널접합 구조의 특성의 저하를 확인하기 곤란하며, 기준 테스트횟수 X가 90회를 상회하는 경우, 테스트를 위한 과도한 시간이 소요되어 생산성의 저하를 유발한다.In FIG. 5, the reference test number X of the test is preferably set to 10 to 90 times. When the number of reference test times X is less than 10, it is difficult to confirm deterioration of the characteristics of the magnetic tunnel junction structure due to the repeated test. When the reference test number X exceeds 90, an excessive time is required for the test, ≪ / RTI >

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 5의 테스트 방법을 설명하기 위한 저항-전압 그래프이다.FIG. 6 is a resistance-voltage graph for explaining the test method of FIG. 5 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 도 2에 설명된 자기터널접합 구조가 개시된다. 또한, 스위칭 전압 Vs은 0.5V이며, 스위칭 전압 Vs에서 기 설정된 저항값이 기준 저항값 Rref으로 제시된다. 측정 대상인 자기터널접합 구조에 대한 바이어스 전압 Vb는 도 2에서 설명된 바와 같이 0.2V 내지 0.3V로 설정된다. 또한, 점선 그래프는 테스트의 기준이 되는 정상 동작을 가정한 것이며, 실선은 실제 테스트가 수행되는 메모리 셀의 특성값을 도시한 것이다.Referring to FIG. 6, the magnetic tunnel junction structure described in FIG. 2 is disclosed. Further, the switching voltage Vs is 0.5 V, and a predetermined resistance value at the switching voltage Vs is presented as a reference resistance value Rref. The bias voltage Vb for the magnetic tunnel junction structure to be measured is set to 0.2 V to 0.3 V as described in Fig. Also, the dotted line graph assumes the normal operation as a standard of the test, and the solid line shows the characteristic value of the memory cell in which the actual test is performed.

바이어스 전압 Vb를 인가하고, 저항값을 측정하는 테스트가 반복될수록 자기터널접합 구조의 저항값은 서서히 감소하는 경향을 가진다. 이는 MgO로 구성된 터널 장벽층 자체가 국부적으로 얇은 두께를 가지는 경우, 얇은 두께를 가지는 영역으로 전류가 집중되고, 이를 통해 결함이 확대되는 현상에 기인한다. 예컨대, 다결정 구조의 터널 장벽층 내부에 void 또는 dislocation의 점 결함 또는 선 결함이 존재하고, 결함 부위로 전류 또는 전압이 집중되는 경우, 바이어스 전압 Vb의 반복적 인가에 따라 결함은 확대된다. 결함의 확대에 의해 바이어스 전압 인가횟수가 증가할수록 자기터널접합 구조의 저항값은 감소하는 경향을 가진다.As the test for applying the bias voltage Vb and measuring the resistance value is repeated, the resistance value of the magnetic tunnel junction structure tends to decrease gradually. This is due to the fact that when the tunnel barrier layer made of MgO itself has a locally thin thickness, a current is concentrated in a region having a thin thickness, and defects are enlarged through the region. For example, when a void or dislocation point defect or a line defect exists in a tunnel barrier layer of a polycrystalline structure and a current or a voltage is concentrated on the defect portion, the defect is enlarged according to repetitive application of the bias voltage Vb. The resistance value of the magnetic tunnel junction structure tends to decrease as the number of times of application of the bias voltage increases due to the enlargement of the defect.

또한, 측정된 저항값들 중 최소 저항값 Rmin은 선택되고, 선택된 최소 저항값 Rmin은 기준 저항값 Rref과 비교된다. 이를 통해 터널 장벽층에서의 결함에 따른 자기터널접합 구조의 불량현상은 스크린될 수 있다.Also, the minimum resistance value Rmin among the measured resistance values is selected, and the selected minimum resistance value Rmin is compared with the reference resistance value Rref. Thus, defects in the magnetic tunnel junction structure due to defects in the tunnel barrier layer can be screened.

본 발명에서는 상기 도 1 및 도 2에 도시된 바이어스 전압의 인가에 따른 저항을 측정하고, 측정된 저항값을 기준 저항값과 비교하는 테스트가 먼저 수행되고, 도 3 및 도 4에 개시된 저항기울기 테스트가 수행됨이 바람직하다. 또한, 저항기울기에 대한 테스트가 수행된 이후에는 도 5 및 도 6에 도시된 반복 테스트가 수행됨이 바람직하다.In the present invention, a test for measuring the resistance according to the application of the bias voltage shown in FIGS. 1 and 2 and comparing the measured resistance value with the reference resistance value is performed first, and the resistance tilt test Is preferably performed. Further, it is preferable that the repetitive test shown in Figs. 5 and 6 is performed after the test for the resistance slope is performed.

테스트 공정에서 각각의 테스트 방법에서 도출된 에러 코드는 하나의 불량 상태를 나타낸다. 만일, 단계별 테스트에서 에러 코드가 발생될 경우, 해당하는 자기터널접합 구조에 대한 테스트는 중지되고, 해당 셀은 불량으로 판정됨이 바람직하다. 따라서, 테스트 시간이 가장 짧은 테스트 방법부터 먼저 테스트가 진행됨이 바람직하다. 도 1에서 개시된 테스트 방법은 자기터널접합 구조에 대해 1회의 바이어스 전압의 인가로 테스트를 수행할 수 있으며, 도 3에 개시된 테스트 방법은 자기터널접합 구조에 대해 2회의 바이어스 전압을 인가하여야 한다. 따라서, 1회의 바이어스 전압을 인가하는 테스트 방법이 선행됨이 바람직하다. 마찬가지 원리로 반복 테스트가 수행되는 도 5 및 도 6의 테스트 방법은 도 3에 개시된 테스트 방법에 비해 후행함이 바람직하다.The error codes derived from each test method in the test process represent one bad state. If an error code is generated in the step-by-step test, it is preferable that the test for the corresponding magnetic tunnel junction structure is stopped and the cell is determined to be defective. Therefore, it is preferable that the test is performed first from the test method having the shortest test time. The test method disclosed in FIG. 1 can perform a test by applying a bias voltage to the magnetic tunnel junction structure, and the test method disclosed in FIG. 3 requires applying bias voltage twice for the magnetic tunnel junction structure. Therefore, it is preferable that the test method of applying the bias voltage once is preceded. The test method of FIGS. 5 and 6, in which the repeated test is performed on the same principle, is preferably performed after the test method disclosed in FIG.

상술한 본 발명에서 도 1의 테스트 방법은 강자성체들 또는 터널 장벽층 내부의 결정 결함에 기인한 저항변화의 열화현상을 감지한다. 특히, 결정 결함에 따른 정상 동작시의 온도의 비정상적 상승 현상을 스크린할 수 있다. 또한, 도 3의 테스트 방법은 강자성체와 터널 장벽층 사이의 계면 특성의 결함들을 확인할 수 있으며, 도 5의 테스트 방법은 다결정 구조인 터널 장벽층 내부의 결정 결함을 확인할 수 있다.In the present invention, the test method of FIG. 1 detects a deterioration phenomenon of resistance change due to crystal defects in the ferromagnetic materials or tunnel barrier layers. In particular, it is possible to screen abnormal rise of temperature during normal operation due to crystal defects. In addition, the test method of FIG. 3 can identify defects in the interface characteristics between the ferromagnetic material and the tunnel barrier layer, and the test method of FIG. 5 can identify crystal defects in the tunnel barrier layer of the polycrystalline structure.

따라서, 본 발명에 따르면 개별적인 테스트 방법에 따라 불량의 유형들은 선별될 수 있다. 즉, 자기터널접합 구조에서의 불량의 유형은 이를 구성하는 물질들의 상태를 구별하고 확인할 수 있는 수단으로 제공될 수 있다.Thus, according to the present invention, the types of defects can be selected according to an individual test method. That is, the type of defects in the magnetic tunnel junction structure can be provided as a means of distinguishing and confirming the states of constituent materials thereof.

Claims (10)

고정단, 자유단 및 터널 장벽층으로 이루어진 마그네틱 메모리의 자기터널접합 구조에 전류 펄스를 인가하는 리셋 동작을 통해, 상기 자기터널접합 구조에 스위칭 전압 이상의 전압 인가시 나타나는 저항 상태보다 높은 저항값을 가지는 고저항 상태를 형성하는 단계;
상기 고저항 상태인 상기 자기터널접합 구조에 상기 스위칭 전압보다 낮고, 0V보다 높은 레벨을 가지는 바이어스 전압을 인가하여 저항값을 측정하는 단계; 및
상기 측정된 저항값을 정상 동작 특성을 보이는 그래프에서의 상기 스위칭 전압에 상응하는 기준 저항값과 비교하는 단계를 포함하고,
상기 기준 저항값과 비교하는 단계는,
반복하여 측정되는 다수의 저항값들에서 최소 저항값을 산출하고, 상기 최소 저항값을 상기 기준 저항값과 비교하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 메모리의 테스트 방법.
A reset operation of applying a current pulse to a magnetic tunnel junction structure of a magnetic memory made up of a fixed end, a free end and a tunnel barrier layer has a resistance value higher than a resistance state appearing when a voltage higher than a switching voltage is applied to the magnetic tunnel junction structure Forming a high resistance state;
Measuring a resistance value by applying a bias voltage having a level lower than the switching voltage and higher than 0 V to the magnetic tunnel junction structure in the high resistance state; And
Comparing the measured resistance value to a reference resistance value corresponding to the switching voltage in a graph showing normal operating characteristics,
The step of comparing with the reference resistance value comprises:
Calculating a minimum resistance value from a plurality of resistance values measured repeatedly, and comparing the minimum resistance value with the reference resistance value.
제1항에 있어서, 상기 기준 저항값과 비교하는 단계는,
상기 최소 저항값이 상기 기준 저항값 이상인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 메모리의 테스트 방법.
2. The method of claim 1, wherein comparing the reference resistance value comprises:
And determining whether the minimum resistance value is greater than or equal to the reference resistance value.
제2항에 있어서, 상기 마그네틱 메모리의 테스트 방법은,
상기 기준 저항값과 비교하는 단계 이후에 상기 최소 저항값이 상기 기준 저항값 미만이면 에러 코드를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 메모리의 테스트 방법.
The testing method of a magnetic memory according to claim 2,
And generating an error code if the minimum resistance value is less than the reference resistance value after the step of comparing the reference resistance value with the reference resistance value.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 고정단, 자유단 및 터널 장벽층으로 이루어진 마그네틱 메모리의 자기터널접합 구조에 전류 펄스를 인가하는 리셋 동작을 통해, 상기 자기터널접합 구조에 스위칭 전압 이상의 전압 인가시 나타나는 저항 상태보다 높은 저항값을 가지는 고저항 상태를 형성하는 단계;
상기 고저항 상태인 상기 자기터널접합 구조에 상기 스위칭 전압보다 낮고, 0V보다 높은 레벨을 가지는 바이어스 전압을 인가하여 저항값의 기울기인 저항기울기를 측정하는 단계; 및
상기 저항기울기를 정상 동작 특성을 보이는 그래프에서의 기준 저항기울기와 비교하는 단계를 포함하는 마그네틱 메모리의 테스트 방법.
A reset operation of applying a current pulse to a magnetic tunnel junction structure of a magnetic memory made up of a fixed end, a free end and a tunnel barrier layer has a resistance value higher than a resistance state appearing when a voltage higher than a switching voltage is applied to the magnetic tunnel junction structure Forming a high resistance state;
Measuring a resistance slope, which is a slope of a resistance value, by applying a bias voltage having a level lower than the switching voltage and higher than 0 V to the magnetic tunnel junction structure having the high resistance state; And
And comparing the resistance slope to a slope of the reference resistance in a graph showing normal operating characteristics.
제7항에 있어서, 상기 기준 저항기울기와 비교하는 단계는,
상기 측정된 저항기울기의 절대값과 상기 기준 저항기울기의 절대값을 비교하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 메모리의 테스트 방법.
8. The method of claim 7, wherein comparing the reference resistance slope comprises:
And comparing the absolute value of the measured resistance slope with the absolute value of the reference resistance slope.
제8항에 있어서, 상기 마그네틱 메모리의 테스트 방법은, 상기 기준 저항기울기와 비교하는 단계 이후에,
상기 측정된 저항기울기의 절대값이 상기 기준 저항기울기의 절대값을 상회하는 경우, 에러 코드를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 메모리의 테스트 방법.
9. The method of claim 8, wherein the testing of the magnetic memory further comprises, after comparing the reference resistance slope,
And generating an error code when the absolute value of the measured resistance slope exceeds the absolute value of the slope of the reference resistance.
고정단, 자유단 및 터널 장벽층으로 이루어진 마그네틱 메모리의 자기터널접합 구조에 전류 펄스를 인가하는 리셋 동작을 통해, 상기 자기터널접합 구조에 스위칭 전압 이상의 전압 인가시 나타나는 저항상태보다 높은 저항값을 가지는 고저항 상태를 형성하는 단계;
상기 고저항 상태인 상기 자기터널접합 구조에 상기 스위칭 전압보다 낮고, 0V 보다 높은 레벨을 가지는 바이어스 전압을 인가하여 저항값을 측정하고, 상기 측정된 저항값을 정상 동작 특성을 보이는 그래프에서의 상기 스위칭 전압에 상응하는 기준 저항값과 비교하는 제1 테스트 단계;
상기 자기터널접합 구조의 저항기울기를 측정하고, 상기 저항기울기를 정상 동작 특성을 보이는 그래프에서의 기준 저항기울기와 비교하는 제2 테스트 단계; 및
상기 기준 저항기울기와 비교된 상기 자기터널접합 구조에 바이어스 전압의 인가 및 저항값의 측정을 반복하여 최소 저항값을 산출하고, 상기 기준 저항값과 비교하는 제3 테스트 단계를 포함하는 마그네틱 메모리의 테스트 방법.
A reset operation of applying a current pulse to a magnetic tunnel junction structure of a magnetic memory made up of a fixed end, a free end and a tunnel barrier layer has a resistance value higher than a resistance state appearing when a voltage higher than a switching voltage is applied to the magnetic tunnel junction structure Forming a high resistance state;
And a resistance value is measured by applying a bias voltage having a level lower than the switching voltage and higher than 0 V to the magnetic tunnel junction structure in the high resistance state and comparing the measured resistance value with the switching And a reference resistance value corresponding to the voltage;
A second test step of measuring a resistance slope of the magnetic tunnel junction structure and comparing the slope of the resistance with a slope of a reference resistance in a graph showing normal operating characteristics; And
And a third test step of repeating the application of the bias voltage and the measurement of the resistance value to the magnetic tunnel junction structure compared with the reference resistance slope to calculate a minimum resistance value and to compare the minimum resistance value with the reference resistance value Way.
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