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相变存储器(Phase Change Random Access Memory，PCRAM)是一种基于硫系化合物相变特性而实现的新型非易失性存储器。这种存储器具有诸多优异的性能，是最有可能取代现存主流存储器的替代者之一，具有非常广泛的市场前景。在某些极端环境与应用场合下，需要存储器有着非常高的疲劳操作寿命，这就要求对新型存储器的疲劳特性要有深刻的研究与认识，并且能通过有效的手段来延长其疲劳操作寿命。本文对相变存储器的疲劳特性做了深入的研究与分析，并且针对存储器量产出货后的测试环境出现的诸多问题，提出了一整套的测试流程方案，主要的研究内容和成果如下： 1.对相变存储器单元的电学表征方法做了总结，包括存储单元两端电流与电压的关系，电阻值与操作电流的关系，详述了相变存储器的疲劳特性测试方法。 2.分析比较了半导体存储器的测试方法，利用不同的测试方法对相变存储器的直流、交流以及功能特征做出表征和对比。以基于IIC总线的容量为1Kb的IIC1K11型号存储器为例，详细说明了利用ATE测试系统测试相变存储器的整个流程和各个测试模块，详述了主要测试模块的实现方法以及测试结果。 3.深入研究了相变存储器的疲劳特性，对相变存储器疲劳现象做出分类比较。根据操作脉冲的能量不同，选择了影响较大的RESET电流为分析对象做了两组比对实验，着重研究了RESET电流脉冲幅值和脉宽对疲劳操作寿命的影响，针对实验过程中出现的特殊现象给出了合理的解释。 4.利用疲劳操作实验研究了疲劳操作对相变存储器操作条件和阂值电压的影响。通过操作条件的变化可以推测出相变材料发生了组分偏析，通过阈值的变化，推测出相变区域发生了变化，最终通过TEM和EDX实验观察到了材料的偏析，在一定程度上证明了推理的合理性。根据推测的失效原因，提出了合理的能够有效改善疲劳寿命的方法。 5.为了进行量产芯片的测试任务，本文中提出了一套合理的测试方案，可以实现对不同体质芯片的筛选。并且在测试过程中，可以对相变存储器的可靠性做出监测。