GB/Z 107-2025 半导体器件 基于扫描的半导体器件退化水平评估

ICS3108001

CCSL.40.

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

GB/Z107—2025/IECTR631332017

:

半导体器件

基于扫描的半导体器件退化水平评估

Semiconductordevices—Scanbasedageinglevel

estimationforsemiconductordevices

IECTR631332017IDT

(:,)

2025-12-03发布

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/Z107—2025/IECTR631332017

:

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语定义和缩略语

3、………………………1

术语和定义

3.1…………………………1

缩略语

3.2………………2

退化水平

4…………………2

概述

4.1…………………2

退化水平表征

4.2………………………2

架构和操作

4.3…………………………3

性能评估存储单元

4.4…………………5

仿真结果

4.5……………6

实验结果

4.6……………7

参考文献

………………………9

Ⅰ

GB/Z107—2025/IECTR631332017

:

前言

本文件为规范类指导性技术文件

。

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件等同采用半导体器件基于扫描的半导体器件退化水平评估文件

IECTR63133:2017《》,

类型由的技术报告调整为我国的国家标准化指导性技术文件

IEC。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出

。

本文件由全国半导体器件标准化技术委员会归口

(SAC/TC78)。

本文件起草单位中国电子科技集团公司第五十八研究所无锡中微腾芯电子有限公司中国电子

:、、

技术标准化研究院工业和信息化部电子第五研究所北京智芯微电子科技有限公司西安卫光科技有

、、、

限公司无锡市晶源微电子股份有限公司

、。

本文件主要起草人万永康何静虞勇坚季伟伟宋国栋帅喆凌勇印琴张凯虹李锟贺致远

:、、、、、、、、、、、

李德建李飞常婷婷苏卡

、、、。

Ⅲ

GB/Z107—2025/IECTR631332017

:

引言

半导体器件在航天航空车辆和医疗设备等高可靠性应用中具有重要作用新技术的应用提高了

、、。

半导体器件的性能功率效率成本效益等但其可靠性却面临严峻的挑战图中可见器件在早期寿

、、,。1,

命阶段失效率降低以恒定失效率维持一段时间后耗损失效率显著增加半导体的退化是由负正偏

,,。/

压温度不稳定性热载流子注入时间相关介质击穿电迁移和应力迁移等效应引起的各种效应引起的

、、、,

半导体退化会导致路径延迟增加对于器件高可靠性的应用精确地监测器件退化水平以预警即将发

。,

生的灾难性失效十分重要退化水平信息能用于及时采取适当的措施例如更换器件或使用动态电压

。,-

频率缩放进行性能切换尽管目前已经开发了一些退化监测技术但无法准确评估退化水平本文件

。,。

描述了一种有效表征退化水平的技术

。

图1可靠性浴盆曲线

Ⅳ

GB/Z107—2025/IECTR631332017

:

半导体器件

基于扫描的半导体器件退化水平评估

1范围

本文件提供了一种性能评估存储单元的设计技术以及使用该性能评估存储单元进行退化水平评

,

估的方法

。

本文件适用于半导体器件的退化状态监测和退化水平评估评估半导体器件的退化水平有助于

。,

提升系统可靠性

。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件

。

3术语定义和缩略语

、

31术语和定义

.

下列术语和定义适用于本文件

。

311

..

晶体管退化transistorageing

场效应晶体管的退化随着施加电压时间的延长而增加

。

注1这种增加是由和的组合效应引起的

:NBTI、PBTI、HCI、TDDB、EMSM。

注2晶体管退化会降低漏极电流和跨导从而增加路径延迟

:,。

312

..

退化水平ageinglevel

在已知工作条件下的晶体管退化程度

。

313

..

退化水平监测ageinglevelmonitoring

在选定的退化水平上判定通过或失效从而评估晶体管退化的方法

。

注1选定的退化水平与两个时钟信号之间的延迟量相对应

:。

注2监测的路径延迟量比延迟时钟加上保护带更长则认定为失效

:。

314

..

保护带guardband

允许的最大的路径延迟增量

。

315

..

扫描单元scancell

采用可测试性设计的专用存储单元用于退化水平监测

,。

注当不处于测试模式时扫描单元也可用做功能存储单元

:,。

1