随着便携式电子设备的不断普及,人们对于高密度、高速度、低功耗以及低成本的非挥发存储器的需求也在与日俱增。目前,Flash仍是非挥发存储技术的主流,占据了非挥发存储器市场约90%的份额,但随着半导体工艺技术代的不断推进,Flash遇到了越来越多的瓶颈问题,比如浮栅厚度不能随着器件尺寸的缩小而无限制地减薄。此外,Flash的其它技术缺点也限制了其应用,如操作电压高、写入速度慢等。这就迫使人们寻找性能更为优越的下一代非挥发存储技术,比如,MRAM(磁阻存储器)、FeRAM(铁电存储器)、PCM(相变存储器,又称PRAM)等,然而这些存储器又都各自存在着各自的缺点。基于金属氧化物的电阻存储器RRAM由于其结构简单、成分精确可控、与逻辑工艺兼容等优点,被认为是最具潜力的下一代非挥发存储技术。然而,电阻存储器的研发还只是处于起步阶段,对它的电学性能可靠性以及测试系统所引发的一系列可靠性问题的研究还有待进一步地深入展开。本文系统研究了基于CuxO薄膜的电阻存储器的电学和测试方面的可靠性问题,并分析了这些可靠性问题的产生原因,同时提出了相应的解决方案。首先,本文针对RRAM数据保持能力(Data Retention)的电学性能可靠性问题展开了研究,还提出了RRAM的一种失效机理模型。接着,本文研究了RRAM电学测试过程中SET钳制电流装置所引发的RRAM可靠性问题,并首次通过自建的钳制电流捕捉系统观察到了SET钳制电流过冲现象。最后,对全文进行了总结论述,并对RRAM存储器的发展作了展望。