相变存储器是一种新型的非易失性存储器,其电学操作机理以及测试原理与其它非易失性存储器有着很大的区别,因此在其大规模量产之前,如何设计并优化其测试系统对于甄别材料和表征器件性能极为重要。本文围绕这一关键技术展开了单元级和芯片级相变存储器电学特性以及操作方法的研究,取得了以下几个方面的成果:　　 1.通过研究非有效区域相变材料结晶情况对写操作的影响,提出了一种基于Ⅰ-Ⅴ扫描的相变存储器初始化方法。通过该方法可以将非有效区域的相变材料充分结晶至六方结构,从而降低写编程电压并极大的改善了写操作的一致性。针对相变存储器件极强的记忆能力,提出了一种非累积性编程操作方法,使得擦操作参数的提取更加精确。基于上述优化的写擦操作方法,可以得到类似眼图的操作窗口曲线,利用这一曲线能够更加合理的选择写擦参数从而进一步优化器件的疲劳性能。　　 2.建立了单元级的相变存储器自动测试流程以及数据分析算法,并成功应用于8英寸单元级相变存储器的常规出片测试。　　 3.在分立器件电压测试系统的基础上通过研究相变器件的瞬态电学特性得到了电流脉冲幅度的计算方法,并利用1T1R器件结构成功实现了基于分立器件的电流脉冲操作,进一步验证了前述基于电压脉冲的电流脉冲幅度计算方法的正确性。　　 4.通过研究相变存储器件写擦操作过程中的瞬态电学特性,将整个电学脉冲作用过程分解为两个阶段:进入编程态阶段以及编程阶段。并在此基础上提出了双电压脉冲写擦操作方法,解决了电极尺寸较小器件难以实现单一电压脉冲擦操作的难题。　　 5.成功的将单元级测试系统研究过程中取得的成果转移至芯片级测试平台,建立了基于相变材料的RFID芯片测试系统、具有阶梯电流脉冲产生电路的128K-bit相变存储器测试系统以及8M-bit大容量相变存储器测试系统。