GB/T4937.41—XXXX/IEC60749-41：2020

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件是GB/T4937《半導(dǎo)體器件機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法》系列標(biāo)準(zhǔn)的第41部分。GB/T4937已經(jīng)發(fā)布

了以下部分：

——第1部分：總則；

——第2部分：低氣壓；

——第3部分：外部目檢；

——第4部分：強(qiáng)加速穩(wěn)態(tài)濕熱試驗(yàn)(HAST)；

——第11部分：快速溫度變化雙液槽法；

——第12部分：掃頻振動；

——第13部分:鹽霧；

——第14部分:引出端強(qiáng)度(引線牢固性)；

——第15部分:通孔安裝器件的耐焊接熱；

——第17部分:中子輻照；

——第18部分:電離輻射(總劑量)；

——第19部分:芯片剪切強(qiáng)度；

——第20部分:塑封表面安裝器件耐潮濕和焊接熱綜合影響；

——第20-1部分:對潮濕和焊接熱綜合影響敏感的表面安裝器件的操作、包裝、標(biāo)志和運(yùn)輸；

——第21部分:可焊性；

——第22部分:鍵合強(qiáng)度；

——第23部分:高溫工作壽命；

——第26部分:靜電放電(ESD)敏感度試驗(yàn)人體模型(HBM)；

——第27部分:靜電放電(ESD)敏感度測試機(jī)器模型(MM)；

——第30部分:非密封表面安裝器件在可靠性試驗(yàn)前的預(yù)處理；

——第31部分:塑封器件的易燃性(內(nèi)部引起的)；

——第32部分:塑封器件的易燃性(外部引起的)；

——第42部分：溫濕度貯存。

本文件等同采用IEC60749-41:2020《半導(dǎo)體器件機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法第41部分：非易失性存儲

器可靠性試驗(yàn)方法》。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。

本文件由中華人民共和國工業(yè)和信息化部提出。

本文件由全國半導(dǎo)體器件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC78)歸口。

本文件起草單位：中國電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所??

本文件主要起草人：常艷昭、郭曉宇、解維坤、張凱虹、印琴、萬永康、路金朋??

I

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引言

半導(dǎo)體器件是電子行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中的通用基礎(chǔ)產(chǎn)品，為電子系統(tǒng)中的最基本單元，GB/T4937《半導(dǎo)

體器件機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法》是半導(dǎo)體器件進(jìn)行試驗(yàn)的基礎(chǔ)性和通用性標(biāo)準(zhǔn)，對于評價(jià)和考核半導(dǎo)體

器件的質(zhì)量和可靠性起著重要作用，擬由44個(gè)部分構(gòu)成。

——第1部分：總則。目的在于規(guī)定半導(dǎo)體器件機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法的通用準(zhǔn)則。

——第2部分：低氣壓。目的在于檢測元器件和材料避免電擊穿失效的能力。

——第3部分：外部目檢。目的在于檢測半導(dǎo)體器件的材料、設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、標(biāo)志和工藝質(zhì)量是否

符合采購文件的要求。

——第4部分：強(qiáng)加速穩(wěn)態(tài)濕熱試驗(yàn)(HAST)。目的在于規(guī)定強(qiáng)加速穩(wěn)態(tài)濕熱試驗(yàn)(HAST),以檢測非

氣密封裝半導(dǎo)體器件在潮濕環(huán)境下的可靠性。

——第5部分：穩(wěn)態(tài)溫濕度偏置壽命試驗(yàn)。目的在于規(guī)定穩(wěn)態(tài)溫濕度偏置壽命試驗(yàn)，以檢測非氣

密封裝半導(dǎo)體器件在潮濕環(huán)境下的可靠性。

——第6部分：高溫貯存。目的在于在不施加電應(yīng)力條件下，檢測高溫貯存對半導(dǎo)體器件的影響。

——第7部分：內(nèi)部水汽測量和其他殘余氣體分析。目的在于檢測封裝過程的質(zhì)量，并提供有關(guān)

氣體在管殼內(nèi)的長期化學(xué)穩(wěn)定性的信息。

——第8部分：密封。目的在于檢測半導(dǎo)體器件的漏率。

——第9部分：標(biāo)志耐久性。目的在于檢測半導(dǎo)體器件上的標(biāo)志耐久性。

——第10部分：機(jī)械沖擊。目的在于檢測半導(dǎo)體器件和印制板組件承受中等嚴(yán)酷程度沖擊的適應(yīng)

能力。

——第11部分：快速溫度變化雙液槽法。目的在于規(guī)定半導(dǎo)體器件的快速溫度變化（雙液槽法）

的試驗(yàn)程序、失效判據(jù)等內(nèi)容。

——第12部分：掃頻振動。目的在于檢測在規(guī)定頻率范圍內(nèi)，振動對半導(dǎo)體器件的形響。

——第13部分：鹽霧。目的在于檢測半導(dǎo)體器件耐腐蝕的能力。

——第14部分：引出端強(qiáng)度(引線牢固性)。目的在于檢測半導(dǎo)體器件引線/封裝界面和引線的牢

固性。

——第15部分：通孔安裝器件的耐焊接熱。目的在于檢測通孔安裝的固態(tài)封裝半導(dǎo)體器件承受波

峰焊或烙鐵焊接引線產(chǎn)生的熱應(yīng)力的能力。

——第16部分：粒子碰撞噪聲檢測(PIND)。目的在于規(guī)定空腔器件內(nèi)存在自由粒子的檢測方法。

——第17部分：中子輻照。目的在于檢測半導(dǎo)體器件在中子環(huán)境中性能退化的敏感性。

——第18部分：電離輻射（總劑量）。目的在于規(guī)定評估低劑量率電離輻射對半導(dǎo)體器件作用的

加速退火試驗(yàn)方法。

——第19部分：芯片剪切強(qiáng)度。目的在于檢測半導(dǎo)體芯片安裝在管座或基板上所使用的材料和工

藝步驟的完整性。

——第20部分：塑封表面安裝器件耐潮濕和焊接熱綜合影響。目的在于通過模擬貯存在倉庫或干

燥包裝環(huán)境中塑封表面安裝半導(dǎo)體器件吸收的潮氣，進(jìn)而對其進(jìn)行耐焊接熱性能的評價(jià)。

——第20-1部分：對潮濕和焊接熱綜合影響敏感的表面安裝器件的操作、包裝、標(biāo)志和運(yùn)輸。目

的在于規(guī)定對潮濕和焊接熱綜合影響敏感的塑封表面安裝半導(dǎo)體器件操作、包裝、運(yùn)輸和使

用的方法。

II

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——第21部分：可焊性。目的在于規(guī)定采用鉛錫焊料或無鉛焊料進(jìn)行焊接的元器件封裝引出端的

可焊性試驗(yàn)程序。

——第22部分：鍵合強(qiáng)度。目的在于檢測半導(dǎo)體器件健合強(qiáng)度。

——第23部分：高溫工作壽命。目的在于規(guī)定隨時(shí)間的推移，偏置條件和溫度對固態(tài)器件影響的

試驗(yàn)方法。

——第24部分：加速耐濕無偏置強(qiáng)加速應(yīng)力試驗(yàn)。目的在于檢測非氣密封裝固態(tài)器件在潮濕環(huán)境

下的可靠性。

——第25部分：溫度循環(huán)。目的在于檢測半導(dǎo)體器件、元件及電路板組件承受由極限高溫和極限

低溫交變作用引發(fā)機(jī)械應(yīng)力的能力。

——第26部分：靜電放電(ESD)敏感度測試人體模型(HBM)。目的在于規(guī)定可靠、可重復(fù)的HBMESD

測試方法，

——第27部分：靜電放電(ESD)敏感度測試機(jī)器模型(MM)。目的在于規(guī)定可靠、可重復(fù)的MMESD

測試方法。

——第28部分：靜電放電(ESD)敏感度測試帶電器件模型(CDM)器件級。目的在于規(guī)定可靠、可重

復(fù)的CDMESD測試方法。

——第29部分：閂鎖試驗(yàn)。目的在于規(guī)定檢測集成電路門鎖特性的方法和門鎖的失效判據(jù)。

——第30部分：非密封表面安裝器件在可靠性試驗(yàn)前的預(yù)處理。目的在于規(guī)定非密封表面安裝器

件在可靠性試驗(yàn)前預(yù)處理的標(biāo)詐程序。

——第31部分：塑封器件的易燃性(內(nèi)部引起的)。目的在于檢測塑封器件是否由于過負(fù)荷引起內(nèi)

部發(fā)熱而燃燒。

——第32部分：塑封器件的易燃性(外部引起的)。目的在于檢測塑封器件是否由于外部發(fā)熱造成

燃燒。

——第33部分：加速耐濕無偏置高壓蒸煮。目的在于確認(rèn)半導(dǎo)體器件封裝內(nèi)部失效機(jī)理。

——第34部分：功率循環(huán)。目的在于通過對半導(dǎo)體器件內(nèi)部芯片和連接器施加循環(huán)功率損耗來檢

測半導(dǎo)體器件耐熱和機(jī)械應(yīng)力能力。

——第35部分：塑封電子元器件的聲學(xué)顯微鏡檢查。目的在于規(guī)定聲學(xué)顯微鏡對塑封電子元器件

進(jìn)行缺陷(分層、裂紋、空洞等)檢測的方法。

——第36部分：穩(wěn)態(tài)加速度。目的在于規(guī)定空腔半導(dǎo)體器件穩(wěn)態(tài)加速度的試驗(yàn)方法，以檢測其結(jié)

構(gòu)和機(jī)械類型的缺陷。

——第37部分：采用加速度計(jì)的板級跌落試驗(yàn)方法。目的在于規(guī)定采用加速度計(jì)的板級跌落試驗(yàn)

方法，對表面安裝器件跌落試驗(yàn)可重復(fù)檢測，同時(shí)復(fù)現(xiàn)產(chǎn)品級試驗(yàn)期間常見的失效模式。

——第38部分：帶存儲的半導(dǎo)體器件的軟錯(cuò)誤試驗(yàn)方法。目的在于規(guī)定帶存儲的半導(dǎo)體器件工作

在高能粒子環(huán)境下(如阿爾法輻射)的軟錯(cuò)誤敏感性的試驗(yàn)方法。

——第39部分：半導(dǎo)體器件用有機(jī)材料的潮氣擴(kuò)散率和水溶解度測量。目的在于規(guī)定應(yīng)用于半導(dǎo)

體器件封裝用有機(jī)材料的潮氣擴(kuò)散率和水溶解度的測量方法。

——第40部分：采用應(yīng)變儀的板級跌落試驗(yàn)方法。目的在于規(guī)定采用應(yīng)變儀的板級跌落試驗(yàn)方法，

對表面安裝器件跌落試驗(yàn)可重復(fù)檢測，同時(shí)復(fù)現(xiàn)產(chǎn)品級試驗(yàn)期間常見的失效模式。

——第41部分：非易失性存儲器可靠性試驗(yàn)方法。目的在于規(guī)定非易失性存儲器有效耐久性、數(shù)

據(jù)保持和溫度循環(huán)試驗(yàn)的要求。

——第42部分：溫濕度貯存。目的在于規(guī)定檢測半導(dǎo)體器件耐高溫高濕環(huán)境能力的試驗(yàn)方法。

——第44部分：半導(dǎo)體器件的中子輻照單粒子效應(yīng)(SEE)試驗(yàn)方法。目的在于規(guī)定檢測高密度集

成電路單粒子效應(yīng)(SEE)的試驗(yàn)方法。

III

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GB／T4937(所有部分)均為一一對應(yīng)采用IEC60749(所有部分)，以保證半導(dǎo)體器件試驗(yàn)方法與國

際標(biāo)準(zhǔn)一致，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件檢驗(yàn)方法、可靠性評價(jià)、質(zhì)量水平與國際接軌。通過制定該標(biāo)準(zhǔn)，確定統(tǒng)

一的試驗(yàn)方法及應(yīng)力，同時(shí)完善半導(dǎo)體器件標(biāo)準(zhǔn)體系。

IV

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半導(dǎo)體器件機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法

第41部分：非易失性存儲器可靠性試驗(yàn)方法

1范圍

本文件系統(tǒng)地規(guī)定了非易失性存儲器（以下簡稱器件）根據(jù)鑒定規(guī)范進(jìn)行有效的耐久性、數(shù)據(jù)保持

和溫度交叉試驗(yàn)的要求。JESD47中規(guī)定了耐久性和保持性合格規(guī)格（針對循環(huán)計(jì)數(shù)、持續(xù)時(shí)間、溫度和

樣本量)，或者使用基于知識的方法（如JESD94)制定。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

IEC60749-6半導(dǎo)體器件機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法第6部分：高溫貯存（Semiconductor

devices-Mechanicalandclimatictestmethods-Part6:Storageathightemperature）

GB/T4937半導(dǎo)體器件機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法第23部分：高溫工作壽命（Semiconductor

devices-Mechanicalandclimatictestmethods-Part23:Hightemperatureoperatinglife）

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

溫度交叉試驗(yàn)cross-temperaturetest;CTT

在工作溫度范圍的相對端溫度條件下進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取驗(yàn)證。例如，在低溫下進(jìn)行編程時(shí)，在高溫下正

確讀?。辉诟邷叵逻M(jìn)行編程時(shí)，在低溫下正確讀取。

3.2

溫度交叉試驗(yàn)失效cross-temperaturetestfailure;CTTF

在工作溫度范圍內(nèi)，交叉溫度試驗(yàn)中在相對端溫度條件下數(shù)據(jù)讀取驗(yàn)證失敗。

3.3

電可擦除可編程只讀存儲器electricallyerasableprogrammableread-onlymemory;EEPROM

可重復(fù)編程的只讀存儲器，其中每個(gè)地址的單元可以電擦除和電重復(fù)編程

注：本文件中術(shù)語“EEPROM”包括所有此類存儲器，包括閃存EEPROM集成電路和集成電路中的嵌入式存儲器，例如

可擦除可編程邏輯器件（EPLD）和微控制器。破壞性讀取存儲器，例如鐵電存儲器，其讀操作會在存儲器單元

中重新寫入數(shù)據(jù)，超出了本文檔涵蓋范圍。

3.4

1

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數(shù)據(jù)圖形datapattern

存儲器中的多個(gè)1和0的組合及其物理或邏輯位置。

注：器件可以是每單元一位（SBC），即一個(gè)物理存儲單元存儲“0”或“1”，或每單元多位（MBC），即在一個(gè)單

元格中通常存儲兩位數(shù)據(jù)：“00”、“01”、“10”或“11”。在某些MBC存儲器中，這兩個(gè)位代表每個(gè)數(shù)據(jù)

字節(jié)中在邏輯上相鄰的一對數(shù)據(jù)。例如，對每單元2位，一個(gè)包含二進(jìn)制數(shù)據(jù)10110001的字節(jié)將對應(yīng)四進(jìn)制

邏輯中具有數(shù)據(jù)2301的四個(gè)物理單元。在其他MBC存儲器中，這兩個(gè)位可以代表完全不同地址位置中的位。對

于SBC內(nèi)存，物理棋盤模式由交替的0和1組成，每個(gè)0上下左右被1包圍，每個(gè)1上下左右被0包圍；邏輯棋盤模

式由數(shù)據(jù)字節(jié)AAH或55H組成，其中每個(gè)0在邏輯上與1相鄰。在某些限定條件中，只有邏輯位置是已知的。

3.5

耐久性endurance

在滿足應(yīng)用規(guī)范條件下，可編程只讀存儲器可重復(fù)寫入的能力。

注1：EEPROM器件規(guī)格通常要求在重新編程數(shù)據(jù)之前執(zhí)行擦除步驟；在這種情況下，EEPROM器件編程/擦除周期包

括擦除和數(shù)據(jù)重新編程。直寫存儲器無需擦除，可將數(shù)據(jù)直接寫入覆蓋掉舊數(shù)據(jù)；在這種情況下，“編程/擦

除周期”只包含數(shù)據(jù)重新編程，不包含擦除。對于需要擦除步驟的SBC存儲器，一個(gè)編程/擦除周期由對單元

編程（通常為“0”）和擦除（“1”）組成。對于需要擦除步驟的MBC存儲器，一個(gè)編程/擦除周期由對多單

元進(jìn)行編程（兩比特單元編程數(shù)據(jù)為“0”、“1”或“2”）和擦除（兩比特單元擦除數(shù)據(jù)為“3”）組成。

注2：耐久性循環(huán)是指在選定的數(shù)據(jù)圖形下連續(xù)多次重新編程。沒有一種數(shù)據(jù)圖形或一組圖形可作為通用的最差數(shù)

據(jù)圖形適用于所有失效機(jī)制。例如，對于浮柵存儲器，全編程圖形是電荷遷移失效機(jī)制的最差圖形，物理棋

盤圖形是相鄰單元的出現(xiàn)編程干擾失效機(jī)制的最差圖形，最大擦除圖形是擦除預(yù)處理算法相關(guān)失效機(jī)制的最

差圖形。對于MBC存儲器，滿負(fù)荷運(yùn)行圖形是電荷遷移失效機(jī)制的最差圖形，但中間態(tài)單元可能會經(jīng)歷更長的

編程時(shí)間，并且感應(yīng)裕度也更小。在某些存儲器中，單元的裕度也受物理上相鄰單元的數(shù)據(jù)狀態(tài)的影響。

3.6

耐久失效endurancefailure

由耐久循環(huán)引起的失效。

注1：耐久性循環(huán)失效一般發(fā)生于以下情況，EEPROM未能在產(chǎn)品規(guī)范指定的時(shí)間內(nèi)完成編程或擦除操作，或者如果

它未能滿足其任何其他產(chǎn)品規(guī)范的要求，則會發(fā)生耐久性失效。導(dǎo)致在器件中存儲不正確數(shù)據(jù)的編程操作記

為耐久性失效。但是如果器件有內(nèi)置的或系統(tǒng)指定應(yīng)用的糾錯(cuò)管理方法，如糾錯(cuò)代碼，那么只有當(dāng)指定的方

法沒有正確糾錯(cuò)時(shí)，才視為失效。

注2：某些EEPROMS在其內(nèi)部或外部有錯(cuò)誤塊管理系統(tǒng)（BBM）。當(dāng)BBM檢測到耐久失效時(shí)，BBM會將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到其

他（空的）塊，并從地址表中去除失效的塊。當(dāng)這類器件在其手冊規(guī)定的循環(huán)次數(shù)內(nèi)將預(yù)留的空白塊消耗完

后，則判定耐久失效。

注3：耐久性失效的機(jī)制有很多種，一般通過溫度或其他可調(diào)節(jié)的試驗(yàn)條件（例如循環(huán)間歇時(shí)間）以各種方式加速

失效。例如，在浮柵存儲器中，失效可能是由電荷遷移電介質(zhì)中的電荷俘獲(通常由較低的溫度和/或較短的

循環(huán)間歇時(shí)間來加速)或由遷移電介質(zhì)或外圍電介質(zhì)中的氧化層破裂(通常由較高的溫度來加速)引起的。

3.7

失效failure

器件性能不能達(dá)到規(guī)定的電參數(shù)或物理參數(shù)的要求。

注1：術(shù)語“失效”通常用描述失效類型的形容詞加以限定。例如，如果器件功能不正常，則為功能失效，如果功

能正常但參數(shù)不符合產(chǎn)品規(guī)范，則為參數(shù)失效，例如功耗參數(shù)失效。耐久性和數(shù)據(jù)保持失效在3.6和3.9中都

有定義。

2

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注2：失效可以是永久的或可恢復(fù)的。就本標(biāo)準(zhǔn)而言，永久性失效是指器件在可靠性測試期間的某個(gè)時(shí)間出現(xiàn)失效

并在相同應(yīng)力下最終測試時(shí)繼續(xù)失效，可恢復(fù)失效是指器件在可靠性測試期間出現(xiàn)失效但在相同應(yīng)力下最終

測試時(shí)通過。

3.8

數(shù)據(jù)保持dataretention

EEPROM單元保持?jǐn)?shù)據(jù)的能力。

注1：當(dāng)上下文確保不會混淆時(shí)，通常使用術(shù)語“保持”；否則使用完整的術(shù)語“數(shù)據(jù)保持”。

注2：術(shù)語“數(shù)據(jù)保持”可以指器件在無偏置狀態(tài)下保持?jǐn)?shù)據(jù)的能力，但該術(shù)語有時(shí)也用于在偏置狀態(tài)下保持?jǐn)?shù)據(jù)

的能力。術(shù)語“干擾”明確指的是EEPROM單元在偏置狀態(tài)下隨時(shí)間保持?jǐn)?shù)據(jù)的能力。例如，讀取干擾是指EEPROM

單元在讀取給定次數(shù)后保持?jǐn)?shù)據(jù)的能力。本標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)不詳細(xì)討論“干擾”。

注3：保持應(yīng)力包括將數(shù)據(jù)圖形寫入器件，然后在指定的時(shí)間和指定的溫度下驗(yàn)證該數(shù)據(jù)圖形是否完整。沒有一種

數(shù)據(jù)圖形能表征所有的保持機(jī)制、單元設(shè)計(jì)或工藝架構(gòu)的最差情況。通常有一些失效機(jī)制主要影響已編程單

元，有一些失效機(jī)制主要影響已擦除單元，還有一些失效機(jī)制取決于相鄰單元中的數(shù)據(jù)。

3.9

數(shù)據(jù)保持失效dataretentionfailure

在上一次寫入后的較長一段時(shí)間后，按器件產(chǎn)品規(guī)范讀取數(shù)據(jù)時(shí)，器件存儲的數(shù)據(jù)發(fā)生一位或多位

的變化。

注1：在上下文確保不會出現(xiàn)混淆時(shí)通常使用簡稱“保持失效”，否則使用完整術(shù)語“數(shù)據(jù)保持失效”。

注2：需要區(qū)分保持失效是由電荷損失還是其他機(jī)制引起的。具有較短循環(huán)間歇時(shí)間的耐久性循環(huán)可能會引起明顯

的位變化或偽翻轉(zhuǎn)。

注3：如果器件有內(nèi)置的或系統(tǒng)指定應(yīng)用的糾錯(cuò)管理方法，如糾錯(cuò)代碼，那么只有當(dāng)指定的方法沒有正確糾錯(cuò)時(shí)，

會發(fā)生失效。

注4：造成保持失效有許多不同的失效機(jī)制，通常這些失效機(jī)制會通過溫度和其他可調(diào)整的試驗(yàn)條件以不同的方式

加速。例如，在浮柵存儲器中，由于電荷通過轉(zhuǎn)移介質(zhì)泄漏而發(fā)生失效，或由于轉(zhuǎn)移介質(zhì)中的電荷俘獲而發(fā)

生失效；前者可以通過高溫低加速甚至減速，而后者可以通過溫度高加速。

3.10

不可糾正的誤碼率uncorrectablebit-errorrate;UBER

數(shù)據(jù)錯(cuò)誤發(fā)生率的度量，即應(yīng)用指定的糾錯(cuò)方法后的誤碼率(BER)

注1：不可糾正的誤碼率由以下等式計(jì)算

e

k=················································································(1)

br

式中：

k是不可糾正的誤碼率(UBER)，

e是數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的累積數(shù)量，

br是讀取的累積位數(shù)數(shù)量，

對于無糾錯(cuò)器件，任何錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)位都算作數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。對于糾錯(cuò)器件，在通過糾正措施后返回不正確的代碼

或扇區(qū)（如產(chǎn)品規(guī)范中所定義）均被視為數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。瞬態(tài)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，例如在指定的編程/擦除周期中發(fā)生，但

不在以后周期發(fā)生的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，應(yīng)被計(jì)為數(shù)據(jù)錯(cuò)誤?？梢詫?biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)入到累積數(shù)量上。

讀取的累積位數(shù)是從器件讀取的所有數(shù)據(jù)位的總和，多次讀取同一存儲位計(jì)為讀取的多個(gè)位。例如，如果1Gb

器件被讀取10次，那么將讀取10Gb位。

3

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注2：某些器件指明具有明確的UBER值，在這種情況下必須確定器件UBER值符合規(guī)定。第5條討論了有關(guān)UBER值計(jì)算

的詳細(xì)信息。

4試驗(yàn)設(shè)備

本試驗(yàn)所需的設(shè)備應(yīng)包括一個(gè)能夠?qū)⒃O(shè)定的溫度條件保持在±5℃以內(nèi)的可控溫室。溫室內(nèi)需提供

插座或其他安裝裝置，以便在規(guī)定的電路配置中與設(shè)備端口進(jìn)行可靠的電接觸。電源和偏置網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能夠

在整個(gè)測試過程中保持規(guī)定的工作條件。此外，應(yīng)設(shè)計(jì)測試電路，以確保異常發(fā)生或器件存在失效時(shí)不

會改變測試中其他被測器件規(guī)定測試條件。最后應(yīng)注意避免發(fā)生因瞬態(tài)電壓尖峰或其他原因?qū)е碌碾姎狻?/p>

高熱或機(jī)械過應(yīng)力損壞。

5步驟

5.1鑒定規(guī)范

鑒定規(guī)范（包括JESD47中的規(guī)范）通常要求一些器件進(jìn)行耐久性循環(huán)和數(shù)據(jù)保持測試。對未進(jìn)行耐

久性循環(huán)的器件，在產(chǎn)品規(guī)范的溫度范圍內(nèi)可選的溫度交叉測試，也可能有數(shù)據(jù)保持要求。鑒定規(guī)范通

常要求器件在產(chǎn)品規(guī)范范圍內(nèi)的多個(gè)溫度下進(jìn)行耐久性循環(huán)，并在高溫（如125℃）和室溫下進(jìn)行數(shù)據(jù)

保持測試。圖1為測試程序的流程示意圖，具體參考描述該程序的章節(jié)。

附錄A中給出了一種補(bǔ)充的試驗(yàn)條件。

開始耐久性和耐久循環(huán)-數(shù)據(jù)保持流程

（以選擇溫度交叉測試的器件為例）

使用符合5.2.2.1的操作和符合5.2.2.2的數(shù)據(jù)圖形，執(zhí)行一次編程/擦除循環(huán)

按照5.2.2.5，可選的在每個(gè)循環(huán)之間或間隔的插入延遲

按照5.5.1，可選的間隔的進(jìn)行電測試

在預(yù)定單元分區(qū)執(zhí)行編程/擦除循環(huán)至預(yù)定次數(shù)(5.2.2.3)

最大延遲要求遵從5.2.2.6規(guī)定

按照5.2.3進(jìn)行電測試

耐久循環(huán)/無耐久循環(huán)數(shù)據(jù)保持流程開始溫度交叉流程開始

按照5.3.1進(jìn)行數(shù)據(jù)編程

按照5.3.3施加數(shù)據(jù)保持應(yīng)力按照5.3.1在工作溫度范圍內(nèi)的低溫

或高溫下進(jìn)行數(shù)據(jù)編程

按照5.3.4進(jìn)行數(shù)據(jù)圖形驗(yàn)證

按照5.3.4在工作溫度范圍內(nèi)的高溫

或低溫下進(jìn)行數(shù)據(jù)圖形驗(yàn)證

數(shù)據(jù)保存應(yīng)力施加至預(yù)定的總時(shí)間

結(jié)束結(jié)束

圖1流程示意圖

5.2編程/擦除耐久性

5.2.1測試設(shè)置

4

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器件應(yīng)放置在溫箱內(nèi)，確?？諝庠诿總€(gè)器件周圍和上下流動時(shí)沒有任何阻礙。接通電源，并進(jìn)行適

當(dāng)?shù)臋z查，以確保所有器件均正確通電。當(dāng)需要特殊安裝或散熱時(shí)，應(yīng)在器件規(guī)范或測試規(guī)范中規(guī)定詳

細(xì)信息。

5.2.2數(shù)據(jù)循環(huán)

5.2.2.1編程和擦除驗(yàn)證

耐久性測試期間，應(yīng)驗(yàn)證編程和擦除操作是否依據(jù)器件規(guī)范或供應(yīng)商內(nèi)部應(yīng)力測試條件（見第7節(jié)）

執(zhí)行。

5.2.2.2循環(huán)期間的數(shù)據(jù)圖形

耐久性循環(huán)使用的數(shù)據(jù)圖形應(yīng)由供應(yīng)商和用戶商定，并形成試驗(yàn)大綱。考慮到器件的應(yīng)用模型，在

循環(huán)期間需循環(huán)足夠多的存儲塊扇區(qū)。參見條目3.4的選擇最優(yōu)循環(huán)數(shù)據(jù)圖形的說明。

鑒定的目的是對器件進(jìn)行盡可能廣泛范圍的失效機(jī)制測試。當(dāng)數(shù)據(jù)圖形包括實(shí)際使用中可能出現(xiàn)的

全部邏輯狀態(tài)和間隔條件時(shí)，可以檢測到盡可能廣泛的失效機(jī)制。例如，如果滿足以下三個(gè)條件，則可

以實(shí)現(xiàn)這個(gè)全范圍覆蓋。首先，存儲單元中的數(shù)據(jù)在所有可用的邏輯狀態(tài)之間等量循環(huán)。例如，在SBC

存儲器中，在任何一個(gè)周期內(nèi)，一半的單元將被編程，另一半將被擦除，而在4級MBC存儲器（每單元4

個(gè)邏輯狀態(tài)）中，在任意給定的周期中，四分之一的單元將被寫入到四個(gè)可用的邏輯狀態(tài)中的每一個(gè)。

其次，1和0的位置是非均勻的，理想情況下是準(zhǔn)隨機(jī)的，因此可以表示所有可能的鄰接配置。例如，由

數(shù)據(jù)圖形00H（十六進(jìn)制00）、55H、AAH、33H、CCH和FFH組成的混合圖形將形成一個(gè)廣泛的鄰接圖形。

第三，連續(xù)周期中的數(shù)據(jù)圖形不同，而是遵循一個(gè)序列。最佳實(shí)踐是確保在此順序中，某些單元寫入所

有可用邏輯狀態(tài)，而其他單元在每個(gè)周期中被重新寫入相同的邏輯狀態(tài)。例如，在SBC存儲器中，一個(gè)

在偶數(shù)周期中循環(huán)為AAH，而在奇數(shù)周期中循環(huán)為5AH的字節(jié)將有四個(gè)單元在交替周期中寫入0和1，兩個(gè)

單元在每個(gè)周期中被重寫為0，兩個(gè)單元在每個(gè)周期中被重寫為1。

在一些基于理論的鑒定測試中，可以針對特定的失效機(jī)制定義耐久性測試。此類測試可以使用與上

述不同的數(shù)據(jù)圖形，并經(jīng)過優(yōu)化數(shù)據(jù)圖形以提高對目標(biāo)失效機(jī)制的敏感性。用于此類目的的可接受的數(shù)

據(jù)圖形示例包括固定的編程圖形、棋盤格/反向棋盤格序列以及帶有后續(xù)填充的棋盤格。

一些閃存EEPROM器件采用內(nèi)置擾碼機(jī)制。在測試此類器件的耐久性時(shí)，應(yīng)啟用擾碼機(jī)制；禁用擾碼

機(jī)制可能會給產(chǎn)品帶來超出用戶正常使用范圍的應(yīng)力。準(zhǔn)隨機(jī)圖形最適合于在擾碼條件下測試耐久性。

5.2.2.3用于循環(huán)的存儲單元

無論是基于JESD47還是基于JESD94鑒定規(guī)范，通常都要求對器件的一部分單元按器件設(shè)計(jì)要求中

規(guī)定的最大編程/擦除次數(shù)進(jìn)行循環(huán)，剩余的單元?jiǎng)t進(jìn)行較少次數(shù)的循環(huán)。在大容量存儲器中，將所有

單元循環(huán)至最大規(guī)格可能需要花費(fèi)相當(dāng)長的時(shí)間，在基于理論的鑒定中，實(shí)際使用條件可能不要求所有

單元都進(jìn)行這樣循環(huán)。進(jìn)行最大100%編程/擦除次數(shù)循環(huán)的單元，以及進(jìn)行其他循環(huán)比例的單元，必須

由供應(yīng)商和用戶商定并記錄，同時(shí)說明選擇該比例的原因。

5.2.2.4循環(huán)條件

循環(huán)的模式、電壓、溫度和頻率應(yīng)由供應(yīng)商和用戶共同商定，并記錄，附上理由。模式是指編程/

擦除下不同的工作模式，如地址、頁和塊（或扇區(qū)）編程和擦除模式。電壓是指所有相關(guān)的電源電壓，

包括邏輯電平電壓和編程或擦除時(shí)的高電壓（適用時(shí)）。溫度是指器件放置到溫箱中的溫度。鑒定規(guī)范

通常會規(guī)定部分器件在低溫下循環(huán)，部分器件在高溫下循環(huán)。循環(huán)頻率是指單位時(shí)間內(nèi)執(zhí)行的循環(huán)次數(shù)。

5.2.2.5循環(huán)間的間歇延遲

5

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EEPROM產(chǎn)品的退化率易受循環(huán)頻率的影響。這是因?yàn)檠h(huán)引起的一些損傷機(jī)理可以在循環(huán)間歇期間

表現(xiàn)出部分恢復(fù)，增加循環(huán)頻率可以阻止這些故障的恢復(fù)并導(dǎo)致早期失效。典型的可恢復(fù)退化機(jī)制是浮

柵器件的轉(zhuǎn)移介電層在循環(huán)期間殘留電荷的脫阱（去陷），或基于捕獲的非易失性存儲器中過量補(bǔ)獲的

電荷脫阱。在用戶模式應(yīng)用下，器件的循環(huán)次數(shù)會持續(xù)數(shù)年，過量補(bǔ)獲的電荷將在循環(huán)間歇中脫阱，但

是如果進(jìn)行鑒定試驗(yàn)，器件在幾個(gè)小時(shí)或幾天內(nèi)就達(dá)到最大循環(huán)數(shù)，過量補(bǔ)獲的電荷將逐漸累積，這些

電荷會導(dǎo)致器件在耐久試驗(yàn)或隨后的數(shù)據(jù)保持試驗(yàn)中出現(xiàn)早期失效。

為了避免在鑒定試驗(yàn)期間施加不符合實(shí)際條件的循環(huán)，鑒定時(shí)可以指定在循環(huán)之間增加間歇。

5.2.2.5描述了在循環(huán)過程中增加間歇的方法以及適用的規(guī)則和限制條件。主要包括：

1）高溫下循環(huán)（在每個(gè)循環(huán)之間均勻分布間歇延遲）；

2）高溫下循環(huán)，降低循環(huán)頻率（在每2個(gè)循環(huán)之間或一組循環(huán)之間插入間歇延遲）；

3）常溫下循環(huán)，在循環(huán)組之間插入高溫烘焙間隔。

控制循環(huán)延遲插入的規(guī)則是，由于插入高溫烘焙二產(chǎn)生的延遲時(shí)間不應(yīng)超過匹配用戶模式條件的延

遲。插入延遲的總間歇時(shí)間應(yīng)根據(jù)預(yù)期使用溫度和延遲使用溫度之間的差異，使用恢復(fù)機(jī)制的活化能進(jìn)

行計(jì)算。只要符合此規(guī)則，可允許上述方法進(jìn)行組合。

對于根據(jù)方法（2）在高溫下進(jìn)行的循環(huán)，供應(yīng)商可以規(guī)定每天的循環(huán)不超過一定的循環(huán)次數(shù)。每

天完成循環(huán)后的其他時(shí)間里，器件可以在循環(huán)條件的溫度下保持空閑狀態(tài)。器件也可以放置在不同的溫

度下保持空閑狀態(tài)，但高溫循環(huán)溫度下和空閑溫度下的總時(shí)間不能超過器件在預(yù)期使用溫度下的匹配循

環(huán)持續(xù)時(shí)間（見下面的示例1）。

為了避免在循環(huán)結(jié)束后放大恢復(fù)的效果，必須在每組循環(huán)開始時(shí)為給定的循環(huán)組插入計(jì)算出的循環(huán)

延遲或烘焙間隔。例如，如果供應(yīng)商選擇4組均勻的循環(huán)，并在循環(huán)組間插入均勻的空閑間隔，如果在

空閑溫度下允許的總空閑時(shí)間為tT，那么總空閑時(shí)間的tT/4空閑時(shí)間應(yīng)插入在第二、第三、第四個(gè)循環(huán)

組的開始。在第4個(gè)循環(huán)組結(jié)束后則不允許有間歇延遲，除非出現(xiàn)不可避免的傳輸延遲，但不超過5.2.2.6

中規(guī)定的最大值。

如果供應(yīng)商將循環(huán)延遲劃分到非均勻的循環(huán)組之間，那么烘焙間隔應(yīng)與連續(xù)循環(huán)組中循環(huán)次數(shù)的比

例成正比。選擇該種非均勻循環(huán)組的原因是，早期循環(huán)中的烘焙間隔相較于循環(huán)末期的延遲對器件的恢

復(fù)影響較小，這樣供應(yīng)商可以選擇跳過早期烘焙間隔時(shí)間，以節(jié)省總的應(yīng)力時(shí)間。

由于恢復(fù)效果也可能取決于單元電平，供應(yīng)商應(yīng)指定在兩個(gè)循環(huán)之間的間隔期間使用的單元電平。

還應(yīng)在間隔期間施加單元電平跳變來模擬應(yīng)用條件。

供應(yīng)商應(yīng)將記錄所選烘焙間隔的方法，明示延遲期間使用的數(shù)據(jù)圖形，指定恢復(fù)機(jī)制并提供激活能

的來源。供應(yīng)商還應(yīng)將記錄循環(huán)過程中選擇特定延遲、烘焙間隔和溫度的理由。

耐久性循環(huán)和數(shù)據(jù)保持能力是通過使用指定的循環(huán)條件來計(jì)算的。供應(yīng)商應(yīng)在多種指定的循環(huán)間隔

和溫度下計(jì)算數(shù)據(jù)保持。通過供應(yīng)商規(guī)定的適當(dāng)?shù)钠骷Y(jié)溫（TJ），可以計(jì)算出數(shù)據(jù)保持失效的估計(jì)值。

可在與目標(biāo)條件相對應(yīng)的不同溫度下計(jì)算使用循環(huán)和保持時(shí)間，以使耐久性TJ大于讀取循環(huán)TJ。

下面顯示了兩個(gè)示例，說明如何選擇烘焙間隔：

示例1：【方法（2）】

器件編程/擦除循環(huán)次數(shù)=10000次

預(yù)期應(yīng)用10000次循環(huán)的時(shí)間為2年=17520小時(shí)

用戶模式循環(huán)溫度=55℃

預(yù)期耐久性試驗(yàn)時(shí)間=10天

每天的循環(huán)時(shí)間=1000次循環(huán)，持續(xù)14h

鑒定循環(huán)溫度=85℃

脫陷（松弛）激活能Ea=1.1eV

每天10小時(shí)空閑期間的最高允許溫度是多少？

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a）10d×14h的循環(huán)在85℃每天的情況下相當(dāng)于140h×26.1=3652h（在Ea=1.1eV下從55℃至85℃的加速系數(shù)為26.1）

b）剩余等效用戶模式循環(huán)壽命為17520h-3652h=13868h

c）總間歇時(shí)間為100h

d）從100h到13868h的熱加速系數(shù)（AT）為138.68

e）在Ea=1.1eV，Tuse=55℃且AT=138.6的情況下，Trelax=102.6℃

答：空閑時(shí)間下的所允許的最高溫度是102.6℃。除了5.2.2.6規(guī)定的最多12小時(shí)的允許循環(huán)時(shí)間外，在循環(huán)后的

最后一天不允許有延遲。

示例2：【方法（3）】

器件編程/擦除循環(huán)次數(shù)=10000次

預(yù)期應(yīng)用10000次循環(huán)的時(shí)間為2年=17520小時(shí)

用戶模式下循環(huán)溫度=35℃

鑒定時(shí)循環(huán)溫度=125℃

脫陷（松弛）激活能Ea=0.9eV

供應(yīng)商希望在第5000次和第9000次循環(huán)后加入烘焙。烘焙溫度是125℃。

每個(gè)烘焙間隔的最大允許持續(xù)時(shí)間是多少？

a）第二組的循環(huán)分?jǐn)?shù)為（9000次-5000次）/10000次=0.4

b）第三組的循環(huán)分?jǐn)?shù)為（10000次-9000次）/10000次=0.1

c）Ea=0.9eV時(shí)，從35℃到125℃的熱加速系數(shù)=×2139

d）總允許空閑時(shí)間17520h/2139=8.19h

e）第二組之前的最大循環(huán)間歇8.19×0.4=3.28h

f）第三組之前的最大循環(huán)間歇8.19×0.1=0.82h

答：第5000次循環(huán)后125℃下的最大允許烘焙間隔為3.28小時(shí)，第9000次循環(huán)后的最大允許烘焙間隔為0.82小時(shí)。

注：激活能Ea與工藝、材料有關(guān)，一般為0.8eV～1.2eV。示例可參見JEP122H，5.5-5.6。

5.2.2.6耐久性循環(huán)結(jié)束后的間歇

對于高溫循環(huán)，在高溫循環(huán)完成后，器件在溫箱中保存不能超過12小時(shí)。對在常溫或更低溫度下

的循環(huán)，在器件取出溫箱前的保存時(shí)間應(yīng)計(jì)入在96h（參見5.5.1）內(nèi)。對器件進(jìn)行多區(qū)塊單獨(dú)循環(huán)時(shí)，

最大保存時(shí)間應(yīng)從首個(gè)區(qū)塊完成循環(huán)后開始計(jì)算。為了達(dá)到以上要求，有必要對這些區(qū)塊進(jìn)行交錯(cuò)循環(huán)。

例如，如果對兩個(gè)區(qū)塊進(jìn)行循環(huán)，一個(gè)是n次循環(huán)，另一個(gè)是2n次循環(huán)，那么可以先完成第一區(qū)塊的一

次循環(huán)后，對第二區(qū)塊完成兩次循環(huán)，然后重復(fù)該次序，總共進(jìn)行n次。

5.2.3電測試驗(yàn)證

編程/擦除耐久試驗(yàn)后，按照5.5的規(guī)定對器件進(jìn)行功能測試。

5.3數(shù)據(jù)保持試驗(yàn)

5.3.1數(shù)據(jù)編程

數(shù)據(jù)保持試驗(yàn)前，按照鑒定規(guī)范的規(guī)定，對完成5.2要求的耐久試驗(yàn)的器件或未進(jìn)行耐久試驗(yàn)的器

件進(jìn)行編程操作。參照3.4和3.5，討論確定用于編程的數(shù)據(jù)圖形。參照旨在測試器件盡可能廣泛的失效

機(jī)制的鑒定規(guī)范，將全部可用的邏輯狀態(tài)以等量的容量寫入到存儲器中，實(shí)現(xiàn)完整的鄰接配置（參照

5.2.2.2）。按照規(guī)范中給出的編程模式進(jìn)行寫入數(shù)據(jù)。在基于理論的鑒定中，數(shù)據(jù)保持試驗(yàn)被定義為

特定的失效機(jī)制。這類試驗(yàn)可能使用和上述不同的數(shù)據(jù)圖形，進(jìn)行優(yōu)化以增加對目標(biāo)機(jī)制的敏感度。用

于此類目的的可接受數(shù)據(jù)圖形的示例包括固定編程圖形、固定擦除圖形、棋盤圖形和（對于MBC）四個(gè)

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邏輯狀態(tài)中的部分狀態(tài)組成的圖形。在此類鑒定中，也可使用不同于規(guī)范中規(guī)定的編程模式寫入數(shù)據(jù)，

以修改存儲單元的邊界條件并達(dá)到額外的加速效果。

供應(yīng)商應(yīng)記錄所使用的方法并說明該方法的基本原理。

5.3.2電測試和圖形驗(yàn)證（不包括任何EEPROM的編程/擦除測試）

按照相應(yīng)的器件規(guī)范執(zhí)行測試圖形驗(yàn)證和全片功能測試，不包括任何EEPROM編程/擦除測試。在一

些基于理論的鑒定中，可能會增加一些特殊測試，如邊界測試，以提高對特定機(jī)制的敏感度，例如對溫

度加速不敏感的失效機(jī)制。

5.3.3數(shù)據(jù)保持應(yīng)力

鑒定規(guī)范（如JESD47中的規(guī)范或JESD94基于理論的鑒定方案）將規(guī)定未循環(huán)和已循環(huán)器件的保持時(shí)

間和溫度。

數(shù)據(jù)保持試驗(yàn)可包括符合IEC60749-6的無偏置烘焙或符合GB/T4937-23的有偏置壽命試驗(yàn)。

5.3.4電測試和圖形驗(yàn)證

按照相應(yīng)的器件規(guī)范進(jìn)行圖形驗(yàn)證和全片功能測試。此外，還可以使用特殊測試，如5.3.2所述的

邊界測試。

5.4預(yù)防措施

應(yīng)采取預(yù)防措施，保證器件不會出現(xiàn)熱損壞，并且防止電氣損傷。在初始階段和測試間隔結(jié)束時(shí)應(yīng)

對測試設(shè)置進(jìn)行監(jiān)控，以確保所有器件都在規(guī)定的條件下進(jìn)行循環(huán)試驗(yàn)和應(yīng)力試驗(yàn)。在進(jìn)行下一步溫度

之前，每個(gè)器件上的偏置電壓和電流應(yīng)先進(jìn)行記錄并校正。如果試驗(yàn)間歇結(jié)束時(shí)，檢查到器件未正確偏

置，應(yīng)確定器件是否發(fā)生了變化或測試電路是否發(fā)生了變化，以便確定鑒定數(shù)據(jù)的有效性。

5.5測試

5.5.1電測試

電測試應(yīng)在耐久試驗(yàn)和保持試驗(yàn)完成后進(jìn)行，也可以按照鑒定規(guī)范在間隔時(shí)間（數(shù)據(jù)保持循環(huán)計(jì)數(shù)

內(nèi)或保持應(yīng)力時(shí)間內(nèi)）進(jìn)行。在此期間的中間讀取點(diǎn)的測試值可以少于器件規(guī)范規(guī)定的值。理想的耐久

性試驗(yàn)方式是在每次循環(huán)后驗(yàn)證寫入的數(shù)據(jù)，以檢測出瞬態(tài)耐久性失效。如果由于涉及的測試時(shí)間原因

而不可行，則供應(yīng)商和用戶應(yīng)就此類瞬態(tài)失效的方法達(dá)成一致說明（見6.2）。耐久性試驗(yàn)的最終測試

是對編程/擦除操作進(jìn)行測試。數(shù)據(jù)保持試驗(yàn)中的中間測試不得重寫入數(shù)據(jù)。中間電測試和最終電測試

應(yīng)在器件從規(guī)定的試驗(yàn)條件下移出后96小時(shí)內(nèi)完成。對于耐久性試驗(yàn)而言，該時(shí)間包括器件在溫箱內(nèi)和

任何區(qū)域內(nèi)完成循環(huán)所花費(fèi)的時(shí)間（見5.2.2.6）。對于之后進(jìn)入保持試驗(yàn)的已完成耐久性試驗(yàn)單元，

96小時(shí)限制適用于從任何區(qū)域完成耐久性循環(huán)后到數(shù)據(jù)保持試驗(yàn)之前的數(shù)據(jù)編程步驟的所有時(shí)間。

5.5.2測試要求

電測試包括相應(yīng)的器件規(guī)范中規(guī)定的參數(shù)、功能和時(shí)序測試。

5.5.3測試條件

將器件從溫箱中取出前，應(yīng)將環(huán)境溫度恢復(fù)到常溫，同時(shí)在器件上保持施加規(guī)定的電壓。除另有規(guī)

定外，在高溫測試前，應(yīng)先進(jìn)行常溫測試（或根據(jù)器件規(guī)范要求進(jìn)行低溫測試）。

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6失效標(biāo)準(zhǔn)及其計(jì)算

6.1失效定義

如果電測試中器件參數(shù)超過器件規(guī)范中規(guī)定的限值范圍或功能不能達(dá)到規(guī)定的要求（如數(shù)據(jù)丟失），

則判定器件失效。器件規(guī)范中的任何錯(cuò)誤管理技術(shù)應(yīng)被用于確定事件是否被視為失效。

6.2瞬態(tài)失效處理

對于發(fā)生瞬態(tài)失效的器件，應(yīng)計(jì)算循環(huán)或應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生的所有瞬態(tài)失效。5.5.1要求僅在循環(huán)或

應(yīng)力結(jié)束時(shí)進(jìn)行電測試，但該測試不會檢測早期瞬態(tài)失效。因此，最佳方法是進(jìn)行更頻繁的測試。例如，

已知某些器件在耐久性循環(huán)期間會出現(xiàn)瞬態(tài)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，最佳做法是在每次循環(huán)后讀取并驗(yàn)證數(shù)據(jù)。如果

無法實(shí)現(xiàn)，則應(yīng)使用某種方法來預(yù)估瞬態(tài)失效的發(fā)生。該方法應(yīng)由供應(yīng)商和用戶應(yīng)記錄并達(dá)成一致,形

成文件（可能需要超出本標(biāo)準(zhǔn)范圍的建模和外推方法）。如果器件在特定循環(huán)或應(yīng)力（如通常認(rèn)為的保

持應(yīng)力）中不會出現(xiàn)瞬態(tài)錯(cuò)誤，則在應(yīng)力結(jié)束時(shí)進(jìn)行測試就足夠了。

對于耐久性循環(huán)，一種可接受但保守的方法是通過循環(huán)次數(shù)與讀取次數(shù)的比率來衡量失效次數(shù)。例

如，每十個(gè)循壞周期讀取并驗(yàn)證一次數(shù)據(jù)，將檢測到的失效數(shù)乘以10，以估計(jì)發(fā)生的失效總數(shù)。其基本

原理是，如果失效是高度瞬態(tài)的，僅在失效發(fā)生時(shí)的一個(gè)周期內(nèi)發(fā)生，則每十次執(zhí)行一次讀取將僅檢測

到10%的失效。如果要按照規(guī)定的置信上限進(jìn)行考核，則應(yīng)在乘法之前應(yīng)用該置信度上限。例如，如果

在前一示例中，實(shí)際失效數(shù)為零，但置信度上限為1，則使用此方法估計(jì)的總失效數(shù)將為10，而不是1。

6.3區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)錯(cuò)誤與器件失效

某些器件可能被指定要滿足一個(gè)UBER值。在這種情況下，數(shù)據(jù)錯(cuò)誤失效將從器件失效中分離出來。

器件失效應(yīng)符合考核標(biāo)準(zhǔn)（如JESD47中規(guī)定的允許失效數(shù)）。數(shù)據(jù)錯(cuò)誤應(yīng)在產(chǎn)品UBER規(guī)范范圍內(nèi)。發(fā)生

失效的器件只能算作單個(gè)器件失效，但在某些情況下，重復(fù)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤應(yīng)被多次計(jì)數(shù)（見6.4）。

6.4UBER計(jì)算

6.4.1UBER計(jì)算的定義

器件考核通常包括耐久性循環(huán)試驗(yàn)和隨后的非循環(huán)應(yīng)力試驗(yàn)，如保持應(yīng)力試驗(yàn)。在這種情況下，UBER

的定義式(1)等同于如下所示：

?

k=·········································································(2)

∑?(?×?+?1)

式中：

k是UBER；

e是數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的累積量；

b是樣本存儲位數(shù)；

n是耐久性循環(huán)次數(shù)；

r是每個(gè)循環(huán)周期的讀取次數(shù)；

r1是循環(huán)后的讀取次數(shù)。

分母是讀取的位數(shù)，從第一個(gè)耐久循環(huán)開始，一直延續(xù)到后循環(huán)過程（如果存在這種后循環(huán)過程）。

分母是所有樣本器件中讀取位數(shù)的總和，理論上，每個(gè)器件的耐久循環(huán)次數(shù)、每次循環(huán)讀取數(shù)和/或循

環(huán)后讀取數(shù)都有不同的值。分子是同一時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤數(shù)（循環(huán)及后循環(huán)）。作為一般規(guī)則，在循

環(huán)過程中多次出現(xiàn)重復(fù)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的單個(gè)存儲器位置應(yīng)僅在分子中計(jì)數(shù)一次，且失效后該位置的讀取不應(yīng)

在分母中重復(fù)計(jì)數(shù)。這種一般情況是基于假設(shè)一旦發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)將錯(cuò)誤的位置停止使用。另一種特殊情況

9

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是目標(biāo)應(yīng)用程序不會使這些位置停用。在這種情況下，重復(fù)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤應(yīng)多次計(jì)數(shù)，每重復(fù)一次計(jì)數(shù)一

次，該位置的所有讀數(shù)應(yīng)包括在分母中。錯(cuò)誤的計(jì)數(shù)次數(shù)取決于預(yù)期的實(shí)際應(yīng)用，并應(yīng)由供應(yīng)商和用戶

之間達(dá)成一致。

6.4.2理想情況下UBER的計(jì)算

在理想耐久性循環(huán)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)（每次循環(huán)后驗(yàn)證數(shù)據(jù)），分子應(yīng)包括循環(huán)中產(chǎn)生的所有瞬態(tài)和永久

錯(cuò)誤次數(shù)，分母應(yīng)包括每次循環(huán)中讀取一次的位數(shù)，但不包括耐久循環(huán)試驗(yàn)后的讀取位數(shù)。即使耐久性

循環(huán)試驗(yàn)每次循環(huán)執(zhí)行一次以上的讀取，每次循環(huán)的讀取次數(shù)仍應(yīng)取其中一次的讀取位數(shù)，除非供應(yīng)商

聲明了一些其他假設(shè)，并與用戶達(dá)成一致。在后循環(huán)結(jié)束時(shí)，分子將包括耐久循環(huán)試驗(yàn)和后循環(huán)期間的

所有錯(cuò)誤次數(shù)，分母將包括循環(huán)項(xiàng)和循環(huán)之后的所有讀取位數(shù)。對于偏置條件下的保持應(yīng)力試驗(yàn)，當(dāng)需

要表征讀取干擾時(shí)，循環(huán)后的讀取應(yīng)為實(shí)際執(zhí)行的讀取次數(shù)。對于無偏置保持應(yīng)力試驗(yàn)，供應(yīng)商可根據(jù)

在一般被認(rèn)為相當(dāng)于保持應(yīng)力的時(shí)間段內(nèi)實(shí)際使用中預(yù)期的讀取次數(shù)，在循環(huán)后包括一些假定的非零讀

取次數(shù)（即使這些讀取次數(shù)在應(yīng)力期間沒有被實(shí)際執(zhí)行）。任何此類假設(shè)的理由均應(yīng)記錄在案，并由供

應(yīng)商和用戶應(yīng)就假設(shè)達(dá)成一致。對于符合UBER規(guī)范的器件，應(yīng)在耐久性循環(huán)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)和每次后循環(huán)結(jié)

束時(shí)進(jìn)行單獨(dú)的UBER計(jì)算，且所有此類UBER值應(yīng)符合UBER規(guī)范。應(yīng)用于分子的統(tǒng)計(jì)置信極限（如有）應(yīng)

聲明并在供應(yīng)商和用戶之間達(dá)成一致。

例如，如果100個(gè)1Gbit密度的器件分別經(jīng)受1000個(gè)耐久循環(huán)，每個(gè)循環(huán)周期中讀取一次數(shù)據(jù)，并

且在循環(huán)結(jié)束后沒有讀取，則在循環(huán)結(jié)束時(shí)讀取的位數(shù)將為1014（=102×109×103）。如果10%的存儲位

耐久循環(huán)10000次，而其余的位根本不循環(huán)（10%×102×109×104），則得到相同的分母。耐久循環(huán)期間

的任何單次錯(cuò)誤都會導(dǎo)致耐久循環(huán)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的名義UBER為10-14，或置信上限90%下為3.9×10-14。

如果器件在耐久循環(huán)試驗(yàn)后再進(jìn)行額外10000次讀取循環(huán)，則在該后循環(huán)結(jié)束計(jì)算UBER時(shí)，分母將

增加1015（102×109×104）至1.1×1015。然后耐久循環(huán)試驗(yàn)或后循環(huán)中的一個(gè)錯(cuò)誤將導(dǎo)致名義UBER為9

×10-16，或置信上限90%下為3.5×10-15。在耐久循環(huán)試驗(yàn)結(jié)束后和后循環(huán)結(jié)束后計(jì)算的UBER值都需要滿

足UBER規(guī)范。

6.4.3其他情況下UBER的計(jì)算

在6.4.2的理想情況下計(jì)算的UBER在這里被認(rèn)為是器件的真正UBER值。如果考核未在每個(gè)周期后執(zhí)

行讀取和數(shù)據(jù)驗(yàn)證，則應(yīng)修改計(jì)算方法，使估算盡可能的接近真實(shí)值。因此，分子由循環(huán)期間的總失效

（如有必要，根據(jù)6.2所述估算瞬態(tài)失效）組成，分母包括每個(gè)循環(huán)的一次讀?。ǔ歉鶕?jù)6.4.2另有規(guī)

定）。

7說明事項(xiàng)

以下細(xì)節(jié)和基本原理應(yīng)在適用的設(shè)備規(guī)范和/或供應(yīng)商的內(nèi)部應(yīng)力測試規(guī)范中規(guī)定:

1)特殊安裝（如適用）；

2)測試條件；

3)偏置條件；

4)測試前、中間測試點(diǎn)（適用時(shí)）和測試后的測量；

5)存儲器單元中最大邏輯轉(zhuǎn)換數(shù)以及循環(huán)測試圖形；

6)編程循環(huán)周期；

7)EEPROM制造商要求的替代編程/擦除程序，以保證耐久性要求。本提案須經(jīng)用戶同意；

8)數(shù)據(jù)保持圖形、持續(xù)時(shí)間和溫度；

9)循環(huán)模式（例如，扇區(qū)模式、塊模式、頁面模式）；

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10)被測存儲空間大??；

11)編程/擦除循環(huán)期間的溫度；

12)在耐久試驗(yàn)中插入間歇的時(shí)間和溫度；

13)對烘焙/循環(huán)間歇和數(shù)據(jù)保持烘焙持續(xù)時(shí)間下的激活能（Ea）的選定及理由；

14)用于耐久循環(huán)期間插入在中間點(diǎn)的任何延遲的數(shù)據(jù)圖形；

15)如果報(bào)告了UBER—累積讀取位數(shù)中包含的每個(gè)試驗(yàn)中的讀取位數(shù)，以及外推方法的讀

取位數(shù)（如有）；

16)用于解釋瞬態(tài)耐久性失效的方法。

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附錄A

（資料性）

補(bǔ)充試驗(yàn)條件

下面給出了試驗(yàn)條件的示例。由于非易失性存儲器可靠性取決于編程/擦除循環(huán)次數(shù)和貯存時(shí)間，

因此根據(jù)設(shè)計(jì)的可靠性規(guī)范，預(yù)處理周期數(shù)和測試的數(shù)據(jù)保持周期是變化的。

圖A.1耐久性-數(shù)據(jù)保持的測試模型

圖A.2顯示了編程/擦除循環(huán)和數(shù)據(jù)保持烘焙的相應(yīng)試驗(yàn)條件，以驗(yàn)證耐久性-數(shù)據(jù)保持測試模型，

如圖A.1所示，通過使用更高的溫度狀態(tài)，加速數(shù)據(jù)保持烘焙試驗(yàn)。

此情況下的可靠性測試區(qū)域?yàn)椋?/p>

1)1-100次編程/擦除次數(shù)內(nèi)的保持規(guī)范為十年。

2)101-1000次編程/擦除次數(shù)內(nèi)的保持規(guī)范為五年。

3)1001-10000次編程/擦除次數(shù)內(nèi)的保持規(guī)范為一年。

圖A.2耐久試驗(yàn)影響下的數(shù)據(jù)保持能力概念圖

激活能變化范圍為0.3ev到1.5ev，由半導(dǎo)體制造商確定的失效機(jī)理決定。

假定失效機(jī)理的激活能為0.5ev，現(xiàn)場數(shù)據(jù)保持試驗(yàn)溫度為40℃，圖A.2中的測試條件#1表明:使用條件

下的預(yù)期壽命將遠(yuǎn)超過10年。

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GB/T4937.41—XXXX/IEC60749-41：2020

參考文獻(xiàn)

1.JEP122H,2016,FailureMechanismsandModelsforSemiconductorDevices.

2.JEDECStandard22-A117,ElectricallyErasableProgrammableROM(EEPROM)Program/Erase

EnduranceandDataRetentionStressTest.

13

ICS31.080.01

CCSL40

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T4937.41—XXXX/IEC60749-41：2020

`

半導(dǎo)體器件機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法

第41部分：非易失性存儲器可靠性試驗(yàn)方

法

Semiconductordevices—Mechanicalandclimatictestmethods—

Part41：Standardreliabilitytestingmethodsofnon-volatilememorydevices

(IEC60749-41:2020,IDT)

（征求意見稿）

（本草案完成時(shí)間：20240530）

在提交反饋意見時(shí)，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

GB/T4937.41—XXXX/IEC60749-41：2020

半導(dǎo)體器件機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法

第41部分：非易失性存儲器可靠性試驗(yàn)方法

1范圍

本文件系統(tǒng)地規(guī)定了非易失性存儲器（以下簡稱器件）根據(jù)鑒定規(guī)范進(jìn)行有效的耐久性、數(shù)據(jù)保持

和溫度交叉試驗(yàn)的要求。JESD47中規(guī)定了耐久性和保持性合格規(guī)格（針對循環(huán)計(jì)數(shù)、持續(xù)時(shí)間、溫度和

樣本量)，或者使用基于知識的方法（如JESD94)制定。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

IEC60749-6半導(dǎo)體器件機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法第6部分：高溫貯存（Semiconductor

devices-Mechanicalandclimatictestmethods-Part6:Storageathightemperature）

GB/T4937半導(dǎo)體器件機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法第23部分：高溫工作壽命（Semiconductor

devices-Mechanicalandclimatictestmethods-Part23:Hightemperatureoperatinglife）

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

溫度交叉試驗(yàn)cross-temperaturetest;CTT

在工作溫度范圍的相對端溫度條件下進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取驗(yàn)證。例如，在低溫下進(jìn)行編程時(shí)，在高溫下正

確讀??；在高溫下進(jìn)行編程時(shí)，在低溫下正確讀取。

3.2

溫度交叉試驗(yàn)失效cross-temperaturetestfailure;CTTF

在工作溫度范圍內(nèi)，交叉溫度試驗(yàn)中在相對端溫度條件下數(shù)據(jù)讀取驗(yàn)證失敗。

3.3

電可擦除可編程只讀存儲器electricallyerasableprogrammableread-onlymemory;EEPROM

可重復(fù)編程的只讀存儲器，其中每個(gè)地址的單元可以電擦除和電重復(fù)編程

注：本文件中術(shù)語“EEPROM”包括所有此類存儲器，包括閃存EEPROM集成電路和集成電路中的嵌入式存儲器，例如

可擦除可編程邏輯器件（EPLD）和微控制器。破壞性讀取存儲器，例如鐵電存儲器，其讀操作會在存儲器單元

中重新寫入數(shù)據(jù)，超出了本文檔涵蓋范圍。

3.4

1

GB/T4937.41—XXXX/IEC60749-41：2020

數(shù)據(jù)圖形datapattern

存儲器中的多個(gè)1和0的組合及其物理或邏輯位置。

注：器件可以是每單元一位（SBC），即一個(gè)物理存儲單元存儲“0”或“1”，或每單元多位（MBC），即在一個(gè)單

元格中通常存儲兩位數(shù)據(jù)：“00”、“01”、“10”或“11”。在某些MBC存儲器中，這兩個(gè)位代表每個(gè)數(shù)據(jù)

字節(jié)中在邏輯上相鄰的一對數(shù)據(jù)。例如，對每單元2位，一個(gè)包含二進(jìn)制數(shù)據(jù)10110001的字節(jié)將對應(yīng)四進(jìn)制

邏輯中具有數(shù)據(jù)2301的四個(gè)物理單元。在其他MBC存儲器中，這兩個(gè)位可以代表完全不同地址位置中的位。對

于SBC內(nèi)存，物理棋盤模式由交替的0和1組成，每個(gè)0上下左右被1包圍，每個(gè)1上下左右被0包圍；邏輯棋盤模

式由數(shù)據(jù)字節(jié)AAH或55H組成，其中每個(gè)0在邏輯上與1相鄰。在某些限定條件中，只有邏輯位置是已知的。

3.5

耐久性endurance

在滿足應(yīng)用規(guī)范條件下，可編程只讀存儲器可重復(fù)寫入的能力。

注1：EEPROM器件規(guī)格通常要求在重新編程數(shù)據(jù)之前執(zhí)行擦除步驟；在這種情況下，EEPROM器件編程/擦除周期包

括擦除和數(shù)據(jù)重新編程。直寫存儲器無需擦除，可將數(shù)據(jù)直接寫入覆蓋掉舊數(shù)據(jù)；在這種情況下，“編程/擦

除周期”只包含數(shù)據(jù)重新編程，不包含擦除。對于需要擦除步驟的SBC存儲器，一個(gè)編程/擦除周期由對單元

編程（通常為“0”）和擦除（“1”）組成。對于需要擦除步驟的MBC存儲器，一個(gè)編程/擦除周期由對多單

元進(jìn)行編程（兩比特單元編程數(shù)據(jù)為“0”、“1”或“2”）和擦除（兩比特單元擦除數(shù)據(jù)為“3”）組成。

注2：耐久性循環(huán)是指在選定的數(shù)據(jù)圖形下連續(xù)多次重新編程。沒有一種數(shù)據(jù)圖形或一組圖形可作為通用的最差數(shù)

據(jù)圖形適用于所有失效機(jī)制。例如，對于浮柵存儲器，全編程圖形是電荷遷移失效機(jī)制的最差圖形，物理棋

盤圖形是相鄰單元的出現(xiàn)編程干擾失效機(jī)制的最差