《磁隨機存儲芯片可靠性試驗方法（第1-6部分）》系列團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿

發(fā)布ICSCCSICSCCS體標(biāo)準(zhǔn)XXXX TestmethodsforreliabilityofmagneticrandomaccessmemoryPart1:Testforqualificationofreliabilityandconsistenceofquality 本草案完成時間：2023/1/9)IT/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14檢驗規(guī)則 1一般要求 1質(zhì)量評定類別 1抽樣要求 1檢驗批構(gòu)成 1鑒定檢驗 1質(zhì)量一致性檢驗 1篩選 3表1B組：逐批檢驗 1表2C組：周期檢驗 2表3D組：周期檢驗 3T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」前言《磁隨機存儲芯片可靠性試驗方法》由以下部分組成：——第1部分：可靠性鑒定及質(zhì)量一致性試驗；——第2部分：重復(fù)寫入次數(shù)試驗；——第3部分：高溫數(shù)據(jù)保存試驗；——第4部分：靜磁場數(shù)據(jù)保存試驗；——第5部分：靜磁場數(shù)據(jù)寫入試驗；——第6部分：讀干擾率試驗。本部分為第1部分。本部分按照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。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由浙江省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會提出并歸口。本文件主要起草單位：浙江馳拓科技有限公司。本文件參與起草單位：杭州旗捷科技有限公司、杭州華瀾微電子股份有限公司、浙江中控研究院有限公司、上海矽朋微電子有限公司。本文件主要起草人：魯鵬棋、楊曉蕾、方偉、何世坤、應(yīng)建房、成曉雄、謝燦華、謝進(jìn)、丁志揚。本文件由浙江省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會負(fù)責(zé)解釋。1T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」磁隨機存儲芯片可靠性試驗方法第1部分：可靠性鑒定及質(zhì)量一致性試驗1范圍本文件描述了磁隨機存儲芯片可靠性的鑒定和質(zhì)量一致性試驗規(guī)范。本文件適用于磁隨機存儲芯片可靠性的評價、考核。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。GB/T12750-2006半導(dǎo)體器件集成電路第11部分：半導(dǎo)體集成電路分規(guī)范(不包括混合電路)GB/T4937半導(dǎo)體器件機械與氣候試驗方法3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4檢驗規(guī)則一般要求產(chǎn)品須經(jīng)檢驗合格方能出廠，并附有證明產(chǎn)品質(zhì)量合格的文件或標(biāo)記。質(zhì)量評定類別磁隨機存儲芯片的質(zhì)量評定類別參考GB/T12750-2006第7節(jié)要求，對各類別的最低要求如下：抽樣要求抽樣按照GB/T12750-2006第9節(jié)表8、表9要求進(jìn)行。檢驗批構(gòu)成一個檢驗批應(yīng)該由相同類型、在基本相同的條件下，采用相同原材料和工藝生產(chǎn)、并在同一時間內(nèi)提交檢驗的產(chǎn)品組成。鑒定檢驗鑒定檢驗由本標(biāo)準(zhǔn)4.6節(jié)規(guī)定的A、B、C和當(dāng)有規(guī)定時的D組構(gòu)成。質(zhì)量一致性檢驗質(zhì)量檢驗由本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的A、B、C和當(dāng)有規(guī)定時的D組構(gòu)成。除另有規(guī)定外，試驗在25攝氏度下進(jìn)行。A組檢驗按照GB/T12750-2006第7節(jié)表3要求進(jìn)行。2T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」分組檢驗或試驗引用標(biāo)準(zhǔn)條件B1尺寸B2c電額定值驗證B4可焊性GB/T4937.21-2018按規(guī)定B5a)僅適用于空封器件)密封b)非空封器件和環(huán)氧封接的空封器件溫度循環(huán)隨后：外部目檢無偏置強加速穩(wěn)態(tài)濕熱電測試GB/T4937.8GB/T4937.11-2018GB/T4937.3-2012GB/T4937.4-2012按規(guī)定貯存溫度范圍，10次循環(huán)85%RH，264h；B8高溫工作壽命GB/T4937.23-2020125℃與最高工作溫度中較大者，168h，最大偏置電壓B9鍵合強度(僅適用于空封器件)GB/T4937.22按規(guī)定分組檢驗或試驗引用標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)條件C1尺寸C2a常溫電特性C2b最高工作溫度和最低工作溫度電特性C2c靜電放電敏感度試驗HBMCDMGB/T4937.26GB/T4937.28按規(guī)定按規(guī)定C3引線牢固性GB/T4937.14-2018按規(guī)定C4耐焊接熱GB/T4937.15-2018按規(guī)定C5a)空封器件溫度循環(huán)隨后：電測試密封b)非空封器件和環(huán)氧封接的空封器件溫度循環(huán)隨后：GB/T4937.11-2018GB/T4937.8GB/T4937.11-2018-55℃-125℃，700次循環(huán)A按規(guī)定-55℃-125℃，700次循環(huán)3T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」外部目檢無偏置強加速穩(wěn)態(tài)濕熱GB/T4937.3-2012GB/T4937.4-201285%RH，264h；C5a鹽霧GB/T4937.13-2018按規(guī)定C6穩(wěn)態(tài)加速度(對空封器件)GB/T4937.36C7a)空封器件穩(wěn)態(tài)溫?zé)醔)非空封器件和環(huán)氧封接的空封器件穩(wěn)態(tài)溫?zé)犭S后：電測試GB/T4937.24GB/T4937.24嚴(yán)酷度：I類21d，II類和III酷度：I類500h，II類和IIIC8高溫工作壽命GB/T4937.23125℃與最高工作溫度中較大者，1000h，最大偏置電壓C9高溫貯存GB/T4937.6C10標(biāo)志耐久性GB/T4937.9C11內(nèi)部水汽含量(對空封器件)C12重復(fù)寫入次數(shù)本文件第2部分按規(guī)定C13高溫數(shù)據(jù)保存本文件第3部分按規(guī)定C14閂鎖試驗GB/T4937.29C15靜磁場數(shù)據(jù)保存本文件第4部分按規(guī)定C16靜磁場數(shù)據(jù)寫入本文件第5部分按規(guī)定C17讀干擾率本文件第6部分按規(guī)定C1-C10分組試驗半年進(jìn)行一次。C12-C17試驗在鑒定及設(shè)計或工藝更改時進(jìn)行。分組檢驗或試驗引用標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)條件D8a壽命(I類不適用)GB/T4937.23時間：4000h，條件按詳細(xì)規(guī)范的規(guī)定D組試驗在鑒定及設(shè)計或工藝更改時進(jìn)行。篩選當(dāng)有規(guī)定時，按GB/T12750-2006中第8節(jié)表7的規(guī)定對生產(chǎn)批中所有產(chǎn)品進(jìn)行篩選。發(fā)布ICSCCSICSCCS體標(biāo)準(zhǔn)XXXX TestmethodsforreliabilityofmagneticrandomaccessmemoryPart2:Testfornumberofwritecycles 本草案完成時間：2023/1/9)IT/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14一般要求 2實驗要求 2試驗設(shè)備 25重復(fù)寫入次數(shù)試驗 2試驗條件 25.1.1試驗樣本數(shù)量 25.1.2試驗溫度 25.1.3試驗電壓與試驗寫入次數(shù) 25.1.5試驗容量 25.1.6試驗數(shù)據(jù)圖形 2試驗步驟 3失效判據(jù) 3T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」前言《磁隨機存儲芯片可靠性試驗方法》由以下部分組成：——第1部分：可靠性鑒定及質(zhì)量一致性試驗；——第2部分：重復(fù)寫入次數(shù)試驗；——第3部分：高溫數(shù)據(jù)保存試驗；——第4部分：靜磁場數(shù)據(jù)保存試驗；——第5部分：靜磁場數(shù)據(jù)寫入試驗；——第6部分：讀干擾率試驗。本部分為第2部分。本部分按照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。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由浙江省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會提出并歸口。本文件主要起草單位：浙江馳拓科技有限公司。本文件參與起草單位：杭州旗捷科技有限公司、杭州華瀾微電子股份有限公司、浙江中控研究院有限公司、上海矽朋微電子有限公司。本文件主要起草人：魯鵬棋、楊曉蕾、方偉、何世坤、應(yīng)建房、成曉雄、謝燦華、謝進(jìn)、丁志揚。本文件由浙江省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會負(fù)責(zé)解釋。1T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」磁隨機存儲芯片可靠性試驗方法1范圍本文件描述了磁隨機存儲芯片重復(fù)寫入次數(shù)試驗的術(shù)語、試驗設(shè)備、試驗條件、試驗原理、試驗步驟等。本文件適用于磁隨機存儲芯片重復(fù)寫入次數(shù)的評價、考核。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。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。磁隨機存儲芯片magneticrandom-accessmemoryMRAM一種非易失存儲芯片，利用磁隧道結(jié)存儲信息。magnetictunneljunctionMTJMRAM的信息存儲單元，為多層膜結(jié)構(gòu)，主要部分是兩層鐵磁金屬層與一層絕緣介質(zhì)層形成的三明治結(jié)構(gòu)。參考層referencelayer兩層鐵磁金屬層中磁化方向在寫入時保持不變的第一鐵磁層。自由層freelayer兩層鐵磁金屬層中磁化方向在寫入時可產(chǎn)生變化的第二鐵磁層，其磁化方向由寫入電壓極性(或電流方向)決定改變，與參考層平行或者反平行。“P”態(tài)MTJ自由層與參考層平行的狀態(tài)，為低阻態(tài)，代表數(shù)據(jù)“0”?！癆P”態(tài)MTJ自由層與參考層反平行時的狀態(tài)，為高阻態(tài)，代表數(shù)據(jù)“1”。介質(zhì)層的時間相關(guān)擊穿time-dependentdielectricbreakdownTDDB在器件介質(zhì)層上施加較低電壓(低于本征擊穿電壓)，長時間后介質(zhì)層被擊穿的現(xiàn)象。擊穿概率隨時間增加而上升。磁隨機存儲芯片重復(fù)寫入次數(shù)MRAM進(jìn)行寫入時，MTJ絕緣介質(zhì)層兩側(cè)產(chǎn)生電壓差。在TDDB效應(yīng)作用下，絕緣介質(zhì)層將被逐漸擊穿，導(dǎo)致MTJ失效。MTJ失效率上升至規(guī)定比例時，MRAM失去功能。在失去功能前MRAM可2T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」承受的寫入次數(shù)稱為重復(fù)寫入次數(shù)。4一般要求實驗要求除另有規(guī)定外，試驗中的電壓或電流值應(yīng)在規(guī)定值±1%以內(nèi)。除另有規(guī)定外，試驗中的溫度值應(yīng)在規(guī)定值±1%或2oC以內(nèi)。正常工作環(huán)境下，MRAM的寫入和讀取不應(yīng)存在軟錯誤。試驗設(shè)備重復(fù)寫入次數(shù)宜采用自動測試設(shè)備或板級測試系統(tǒng)進(jìn)行試驗。試驗設(shè)備應(yīng)調(diào)試完備，確保測量結(jié)果真實可信。夾具應(yīng)可放入溫度試驗箱中，并提供可靠的電連接。5重復(fù)寫入次數(shù)試驗試驗條件5.1.1試驗樣本數(shù)量試驗樣本數(shù)量由承制方依據(jù)本文件第1部分4.3節(jié)確定。5.1.2試驗溫度除另有規(guī)定外，試驗溫度為25攝氏度。5.1.3試驗電壓與試驗寫入次數(shù)試驗電壓與試驗寫入次數(shù)選取原則如下：試驗次數(shù)、試驗電壓與加速因子的關(guān)系如式(1)所示。式中：F-電壓加速因子；C0P-待考核重復(fù)寫入次數(shù)；CT-試驗寫入次數(shù)；V0P?MT?-芯片工作電壓對應(yīng)MTJ電壓；JN-電壓加速系數(shù)。V1與V2均為寫“0”時的MTJ電壓，不易直接測量。承制方可通過以下途徑確定試驗條件：1.制造方提供V0PMT?、改變VTMT?的方法、電壓加速系數(shù)N。承制方選取目標(biāo)試驗寫入次數(shù)，而后根據(jù)制造方數(shù)據(jù)和式(1)，確定試驗電壓。2.制造方提供試驗電壓、該試驗電壓下加速因子F。承制方可直接根據(jù)式(1)前半部分F=，計算試驗寫入次數(shù)。5.1.4錯誤管理方法除另有規(guī)定外，試驗不應(yīng)使用任何錯誤管理方法，如糾錯碼等。5.1.5試驗容量除另有規(guī)定外，試驗應(yīng)使用芯片全部容量。5.1.6試驗數(shù)據(jù)圖形除另有規(guī)定外，試驗中連續(xù)兩次寫入的圖形數(shù)據(jù)應(yīng)完全相反。例如若本次寫入圖形數(shù)據(jù)為全“0”，則下次寫入圖形數(shù)據(jù)需為全“1”，第三次則為全“0”。3T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」試驗步驟重復(fù)寫入次數(shù)主要試驗步驟如下所示：1.將MRAM寫到“1”態(tài)，然后讀取“1”態(tài)，記錄試驗前失效比特數(shù)F0。2.在試驗電壓下寫入數(shù)據(jù)圖形，直至達(dá)到試驗寫入次數(shù)。3.將MRAM寫到“1”態(tài)，然后讀取“1”態(tài)，記錄試驗后失效比特數(shù)F1。4.F1-F0即是試驗過程中失效的比特數(shù)。失效判據(jù)試驗前應(yīng)規(guī)定芯片失效標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)單芯片失效比特/失效率超過失效標(biāo)準(zhǔn)時，判定該芯片失效。若失效芯片總數(shù)超過可靠性等級要求規(guī)定失效數(shù)時，判定重復(fù)寫入次數(shù)試驗考核失敗。發(fā)布ICSCCSICSCCS體標(biāo)準(zhǔn)XXXX TestmethodsforreliabilityofmagneticrandomaccessmemoryPart3:Testfordataretentioninhightemperature 本草案完成時間：2023/1/9)IT/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14一般要求 1試驗要求 1試驗設(shè)備 25高溫數(shù)據(jù)保存試驗方法 2試驗條件 25.1.1試驗樣本數(shù) 25.1.2試驗溫度與試驗時間 25.1.3試驗容量 25.1.4試驗數(shù)據(jù)圖形 2試驗流程 2失效判據(jù) 3T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」前言《磁隨機存儲芯片可靠性試驗方法》由以下部分組成：——第1部分：可靠性鑒定及質(zhì)量一致性試驗；——第2部分：重復(fù)寫入次數(shù)試驗；——第3部分：高溫數(shù)據(jù)保存試驗；——第4部分：靜磁場數(shù)據(jù)保存試驗；——第5部分：靜磁場數(shù)據(jù)寫入試驗；——第6部分：讀干擾率試驗。本部分為第3部分。本部分按照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。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由浙江省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會提出并歸口。本文件主要起草單位：浙江馳拓科技有限公司。本文件參與起草單位：杭州旗捷科技有限公司、杭州華瀾微電子股份有限公司、浙江中控研究院有限公司、上海矽朋微電子有限公司。本文件主要起草人：魯鵬棋、楊曉蕾、方偉、何世坤、應(yīng)建房、成曉雄、謝燦華、謝進(jìn)、丁志揚。本文件由浙江省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會負(fù)責(zé)解釋。1T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」磁隨機存儲芯片可靠性試驗方法1范圍本文件描述了磁隨機存儲芯片高溫數(shù)據(jù)保存試驗的術(shù)語、試驗設(shè)備、試驗條件、試驗原理、試驗步驟等。本文件適用于磁隨機存儲芯片高溫數(shù)據(jù)保存的評價、考核。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。GB/T35003-2018非易失性存儲器耐久和數(shù)據(jù)保持試驗方法(快閃存儲器)3術(shù)語和定義GB/T35003-2018界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。磁隨機存儲芯片magneticrandom-accessmemoryMRAM一種非易失存儲芯片，利用磁隧道結(jié)存儲信息。magnetictunneljunctionMTJMRAM的信息存儲單元，為多層膜結(jié)構(gòu)，主要部分是兩層鐵磁金屬層與一層絕緣介質(zhì)層形成的三明治結(jié)構(gòu)。參考層referencelayer兩層鐵磁金屬層中磁化方向在寫入時保持不變的第一鐵磁層。自由層freelayer兩層鐵磁金屬層中磁化方向在寫入時可產(chǎn)生變化的第二鐵磁層，其磁化方向由寫入電壓極性(或電流方向)決定改變，與參考層平行或者反平行?！癙”態(tài)MTJ自由層與參考層平行的狀態(tài)，為低阻態(tài)，代表數(shù)據(jù)“0”。“AP”態(tài)MTJ自由層與參考層反平行時的狀態(tài)，為高阻態(tài)，代表數(shù)據(jù)“1”。4一般要求試驗要求除另有規(guī)定外，試驗中的電壓或電流值應(yīng)在規(guī)定值±1%以內(nèi)。除另有規(guī)定外，試驗中的溫度值應(yīng)在規(guī)定值±1%或2oC以內(nèi)。2T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」正常工作環(huán)境下，MRAM的寫入和讀取不應(yīng)存在軟錯誤。試驗設(shè)備高溫數(shù)據(jù)保存宜采用自動測試設(shè)備或板級測試系統(tǒng)進(jìn)行試驗。試驗設(shè)備應(yīng)調(diào)試完備，確保測量結(jié)果真實可信。夾具應(yīng)可放入溫度試驗箱中，并提供可靠的電連接。5高溫數(shù)據(jù)保存試驗方法試驗條件5.1.1試驗樣本數(shù)試驗樣本數(shù)量由承制方依據(jù)本文件第1部分4.3節(jié)確定。5.1.2試驗溫度與試驗時間試驗溫度和時間選取原則如下：試驗時間不做限制，但不應(yīng)短于1小時。確定試驗時間后根據(jù)式(1)、式(2)計算試驗溫度。式中：F-溫度加速因子；Ea-激活能；k-玻爾茲曼常數(shù)；t0P-需考核芯片數(shù)據(jù)保存時間；tT-芯片試驗時間；T0P-需考核芯片使用溫度；Ttest-芯片試驗溫度。不同于flash等器件，激活能Ea為溫度函數(shù)，可采用式(2)計算：EaTAT+BT ()2式中：參數(shù)A與工藝、材料相關(guān)，由工藝廠家提供。當(dāng)工藝廠家無法提供時，承制方可通過摸底試驗選取適當(dāng)?shù)膮?shù)。摸底測試方法詳參本文件第六章。參數(shù)B不影響加速因子計算。承制方亦可要求制造方直接提供試驗溫度、試驗時間、溫度加速因子等條件。5.1.3試驗容量除另有規(guī)定外，試驗應(yīng)使用芯片全部容量。5.1.4試驗數(shù)據(jù)圖形除另有規(guī)定外，應(yīng)對“1”翻轉(zhuǎn)“0”的高溫數(shù)據(jù)保存及“0”翻轉(zhuǎn)“1”的高溫數(shù)據(jù)保存進(jìn)行試驗。試驗前寫入數(shù)據(jù)圖形一般采用全“0”和全“1”。試驗流程數(shù)據(jù)保存能力試驗前，需首先對芯片進(jìn)行寫入，承制方應(yīng)確定寫入所用的數(shù)據(jù)圖形。寫入后應(yīng)對芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)圖形驗證。3T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」完成數(shù)據(jù)保存能力試驗后，應(yīng)對芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)圖形驗證，并記錄錯誤率。也可于試驗期間選取若干中間點進(jìn)行數(shù)據(jù)圖形驗證，但不應(yīng)重寫數(shù)據(jù)。失效判據(jù)1.試驗中開啟數(shù)據(jù)糾錯功能的，當(dāng)單芯片出現(xiàn)讀取錯誤時，判定該芯片失效。若失效芯片總數(shù)超過可靠性等級要求規(guī)定失效數(shù)時，判定高溫數(shù)據(jù)保存試驗考核失敗。2.試驗中未開啟數(shù)據(jù)糾錯功能的，試驗前應(yīng)規(guī)定芯片失效標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)單芯片失效比特數(shù)/失效率超過失效標(biāo)準(zhǔn)時，判定該芯片失效。若失效芯片總數(shù)超過可靠性等級要求規(guī)定失效數(shù)時，判定高溫數(shù)據(jù)保存試驗考核失敗。發(fā)布ICSCCSICSCCS體標(biāo)準(zhǔn)XXXX TestmethodsforreliabilityofmagneticrandomaccessmemoryPart4:Testfordataretentioninmagneticfield 本草案完成時間：2023/1/9)IT/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14一般要求 1試驗要求 1試驗設(shè)備 25靜磁場數(shù)據(jù)保存試驗方法 2試驗條件 25.1.1試驗樣本數(shù) 25.1.2試驗溫度 25.1.3試驗磁場強度與試驗時間 25.1.4試驗容量 25.1.5試驗數(shù)據(jù)圖形 25.1.6試驗磁場方向 2試驗流程 2失效判據(jù) 3T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」前言《磁隨機存儲芯片可靠性試驗方法》由以下部分組成：——第1部分：可靠性鑒定及質(zhì)量一致性試驗；——第2部分：重復(fù)寫入次數(shù)試驗；——第3部分：高溫數(shù)據(jù)保存試驗；——第4部分：靜磁場數(shù)據(jù)保存試驗；——第5部分：靜磁場數(shù)據(jù)寫入試驗；——第6部分：讀干擾率試驗。本部分為第4部分。本部分按照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。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由浙江省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會提出并歸口。本文件主要起草單位：浙江馳拓科技有限公司。本文件參與起草單位：杭州旗捷科技有限公司、杭州華瀾微電子股份有限公司、浙江中控研究院有限公司、上海矽朋微電子有限公司。本文件主要起草人：魯鵬棋、楊曉蕾、方偉、何世坤、應(yīng)建房、成曉雄、謝燦華、謝進(jìn)、丁志揚。本文件由浙江省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會負(fù)責(zé)解釋。1T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」磁隨機存儲芯片可靠性試驗方法1范圍本文件描述了靜磁場數(shù)據(jù)保存試驗的術(shù)語、試驗設(shè)備、試驗條件、試驗原理、試驗步驟等。本文件適用于靜磁場數(shù)據(jù)保存的評價、考核。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。GB/T35003-2018非易失性存儲器耐久和數(shù)據(jù)保持試驗方法(快閃存儲器)3術(shù)語和定義GB/T35003-2018界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。磁隨機存儲芯片magneticrandom-accessmemoryMRAM一種非易失存儲芯片，利用磁隧道結(jié)存儲信息。magnetictunneljunctionMTJMRAM的信息存儲單元，為多層膜結(jié)構(gòu)，主要部分是兩層鐵磁金屬層與一層絕緣介質(zhì)層形成的三明治結(jié)構(gòu)。參考層referencelayer兩層鐵磁金屬層中磁化方向在寫入時保持不變的第一鐵磁層。自由層freelayer兩層鐵磁金屬層中磁化方向在寫入時可產(chǎn)生變化的第二鐵磁層，其磁化方向由寫入電壓極性(或電流方向)決定改變，與參考層平行或者反平行?！癙”態(tài)MTJ自由層與參考層平行的狀態(tài)，為低阻態(tài)，代表數(shù)據(jù)“0”?！癆P”態(tài)MTJ自由層與參考層反平行時的狀態(tài)，為高阻態(tài)，代表數(shù)據(jù)“1”。4一般要求試驗要求除另有規(guī)定外，試驗中的電壓或電流值應(yīng)在規(guī)定值±1%以內(nèi)。除另有規(guī)定外，試驗中的磁場強度值應(yīng)在規(guī)定值±1%或20Oe以內(nèi)。正常工作環(huán)境下，MRAM的寫入和讀取不應(yīng)存在軟錯誤。2T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」試驗設(shè)備靜磁場數(shù)據(jù)保存宜采用自動測設(shè)備或板級測試系統(tǒng)進(jìn)行試驗。試驗設(shè)備應(yīng)調(diào)試完備，確保測量結(jié)果真實可信。夾具應(yīng)可放入磁場產(chǎn)生設(shè)備中，并提供可靠的電連接。5靜磁場數(shù)據(jù)保存試驗方法試驗條件5.1.1試驗樣本數(shù)試驗樣本數(shù)量由承制方依據(jù)本文件第1部分4.3節(jié)確定。5.1.2試驗溫度除另有規(guī)定外，試驗溫度為25攝氏度。5.1.3試驗磁場強度與試驗時間試驗磁場強度和試驗時間選取原則如下：試驗時間不做限制，但一般不應(yīng)短于1分鐘，否則磁場上升與下降過程可能對測試結(jié)果產(chǎn)生較大影響。確定試驗時間后根據(jù)式(1)計算試驗磁場強度。式中：F-磁場加速因子；HK-薄膜各向異性磁場強度；t0P-需考核芯片數(shù)據(jù)保存時間；tT-芯片測試時間；H0P-需考核磁場強度；HT-芯片試驗磁場強度。參數(shù)A(香?、HK與工藝、材料相關(guān)，由制造廠家提供。承制方亦可要求制造方直接提供試驗磁場強度、試驗時間、磁場加速因子等條件。5.1.4試驗容量除另有規(guī)定外，試驗應(yīng)使用芯片全部容量。5.1.5試驗數(shù)據(jù)圖形除另有規(guī)定外，應(yīng)對“1”翻轉(zhuǎn)“0”的靜磁場數(shù)據(jù)保存及“0”翻轉(zhuǎn)“1”的靜磁場數(shù)據(jù)保存進(jìn)行試驗。試驗前寫入數(shù)據(jù)圖形一般采用全“0”和全“1”。5.1.6試驗磁場方向除另有規(guī)定外，試驗磁場方向應(yīng)與芯片表面垂直。對“1”翻轉(zhuǎn)“0”的靜磁場數(shù)據(jù)保存進(jìn)行試驗時，試驗磁場方向應(yīng)與“0”態(tài)自由層方向相同。對“0”翻轉(zhuǎn)“1”的靜磁場數(shù)據(jù)保存進(jìn)行試驗時，試驗磁場方向應(yīng)與“1”態(tài)自由層方向相同。試驗流程3T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」數(shù)據(jù)保存能力試驗前，需首先對芯片進(jìn)行寫入，承制方應(yīng)確定寫入所用的數(shù)據(jù)圖形。寫入后應(yīng)對芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)圖形驗證。完成數(shù)據(jù)保存能力試驗后，應(yīng)對芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)圖形驗證，并記錄錯誤率。也可于試驗期間選取若干中間點進(jìn)行數(shù)據(jù)圖形驗證，但不應(yīng)重寫數(shù)據(jù)。失效判據(jù)1.試驗中開啟數(shù)據(jù)糾錯功能的，當(dāng)單芯片出現(xiàn)讀取錯誤時，判定該芯片失效。若失效芯片總數(shù)超過可靠性等級要求規(guī)定失效數(shù)時，判定磁場數(shù)據(jù)保存試驗考核失敗。2.試驗中未開啟數(shù)據(jù)糾錯功能的，試驗前應(yīng)規(guī)定芯片失效標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)單芯片失效比特數(shù)/失效率超過失效標(biāo)準(zhǔn)時，判定該芯片失效。若失效芯片總數(shù)超過可靠性等級要求規(guī)定失效數(shù)時，判定磁場數(shù)據(jù)保存試驗考核失敗。發(fā)布ICSCCSICSCCS體標(biāo)準(zhǔn)XXXX TestmethodsforreliabilityofmagneticrandomaccessmemoryPart5:Testforwritingdatainmagneticfield 本草案完成時間：2023/1/9)IT/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14一般要求 1試驗要求 1試驗設(shè)備 25程序 2試驗條件 25.1.1試驗樣本數(shù) 25.1.2試驗溫度 25.1.3試驗磁場強度與方向 25.1.4試驗寫入次數(shù) 25.1.5試驗容量 25.1.6試驗數(shù)據(jù)圖形 2試驗流程 2失效判據(jù) 2T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」前言《磁隨機存儲芯片可靠性試驗方法》由以下部分組成：——第1部分：總則；——第2部分：介質(zhì)層的時間相關(guān)擊穿(TDDB)壽命試驗；——第3部分：高溫數(shù)據(jù)保存試驗；——第4部分：磁場數(shù)據(jù)保存試驗；——第5部分：磁場寫入試驗；——第6部分：讀干擾率試驗。本部分為第5部分。本部分按照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。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由浙江省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會提出并歸口。本文件主要起草單位：浙江馳拓科技有限公司。本文件參與起草單位：杭州旗捷科技有限公司、杭州華瀾微電子股份有限公司、浙江中控研究院有限公司、上海矽朋微電子有限公司。本文件主要起草人：魯鵬棋、楊曉蕾、方偉、何世坤、應(yīng)建房、成曉雄、謝燦華、謝進(jìn)、丁志揚。本文件由浙江省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會負(fù)責(zé)解釋。1T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」磁隨機存儲芯片可靠性試驗方法1范圍本文件描述了靜磁場數(shù)據(jù)寫入試驗的術(shù)語、試驗設(shè)備、試驗條件、試驗步驟等。本文件適用于磁隨機存儲芯片靜磁場數(shù)據(jù)寫入的評價、考核。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。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。磁隨機存儲芯片magneticrandom-accessmemoryMRAM一種非易失存儲芯片，利用磁隧道結(jié)存儲信息。magnetictunneljunctionMTJMRAM的信息存儲單元，為多層膜結(jié)構(gòu)，主要部分是兩層鐵磁金屬層與一層絕緣介質(zhì)層形成的三明治結(jié)構(gòu)。參考層referencelayer兩層鐵磁金屬層中磁化方向在寫入時保持不變的第一鐵磁層。自由層freelayer兩層鐵磁金屬層中磁化方向在寫入時可產(chǎn)生變化的第二鐵磁層，其磁化方向由寫入電壓極性(或電流方向)決定改變，與參考層平行或者反平行?！癙”態(tài)MTJ自由層與參考層平行的狀態(tài)，為低阻態(tài)，代表數(shù)據(jù)“0”?！癆P”態(tài)MTJ自由層與參考層反平行時的狀態(tài)，為高阻態(tài)，代表數(shù)據(jù)“1”。寫入錯誤率writeerrorrateWERMRAM進(jìn)行寫入時受到外界干擾，導(dǎo)致寫入出錯的比特數(shù)占總寫入比特的比例。4一般要求試驗要求除另有規(guī)定外，試驗中的電壓或電流值應(yīng)在規(guī)定值±1%以內(nèi)。2T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」除另有規(guī)定外，試驗中的磁場強度值應(yīng)在規(guī)定值±1%或20Oe以內(nèi)。正常工作環(huán)境下，MRAM的寫入和讀取不應(yīng)存在軟錯誤。試驗設(shè)備靜磁場數(shù)據(jù)寫入試驗宜采用自動測試設(shè)備或板級測試系統(tǒng)進(jìn)行試驗。試驗設(shè)備應(yīng)調(diào)試完備，確保測量結(jié)果真實可信。夾具應(yīng)可放入磁場產(chǎn)生設(shè)備中，并提供可靠的電連接。5程序試驗條件5.1.1試驗樣本數(shù)試驗樣本數(shù)量由承制方依據(jù)本文件第1部分4.3節(jié)確定。5.1.2試驗溫度除另有規(guī)定外，試驗溫度為25攝氏度。5.1.3試驗磁場強度與方向試驗磁場強度由承制方依據(jù)樣品可靠性指標(biāo)自行確定。除另有規(guī)定外，試驗磁場方向應(yīng)與芯片表面平行。5.1.4試驗寫入次數(shù)試驗寫入次數(shù)由承制方根據(jù)樣品可靠性指標(biāo)自行確定。除另有規(guī)定外，試驗容量全部寫入1次記為1次寫入。5.1.5試驗容量除另有規(guī)定外，試驗應(yīng)使用芯片全部容量。5.1.6試驗數(shù)據(jù)圖形試驗寫入數(shù)據(jù)圖形由承制方自行確定?？呻S機產(chǎn)生數(shù)據(jù)圖形寫入，或編制一組數(shù)據(jù)圖形進(jìn)行周期寫入。試驗流程施加磁場并對每顆芯片連續(xù)寫入，直至規(guī)定試驗寫入次數(shù)，每次寫入數(shù)據(jù)圖形后均進(jìn)行驗證。試驗中開啟數(shù)據(jù)糾錯功能的，試驗完成后統(tǒng)計出現(xiàn)讀取錯誤的芯片數(shù)目。試驗中未開啟數(shù)據(jù)糾錯功能的，試驗完成后統(tǒng)計每顆芯片的累計失效比特數(shù)。失效判據(jù)1.試驗中開啟數(shù)據(jù)糾錯功能的，當(dāng)單芯片出現(xiàn)讀取錯誤時，判定該芯片失效。若失效芯片總數(shù)超過可靠性等級要求規(guī)定失效數(shù)時，判定磁場寫入試驗考核失敗。2.試驗中未開啟數(shù)據(jù)糾錯功能的，試驗前應(yīng)規(guī)定芯片失效標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)單芯片失效比特數(shù)/失效率超過失效標(biāo)準(zhǔn)時，判定該芯片失效。若失效芯片總數(shù)超過可靠性等級要求規(guī)定失效數(shù)時，判定磁場寫入試驗考核失敗。發(fā)布ICSCCSICSCCS體標(biāo)準(zhǔn)XXXX TestmethodsforreliabilityofmagneticrandomaccessmemoryPart6:Testforreaddisturbrate 本草案完成時間：2023/1/9)IT/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14一般要求 1試驗要求 1試驗設(shè)備 25程序 2試驗條件 25.1.1試驗樣本數(shù) 25.1.2試驗溫度 25.1.3試驗磁場強度與方向 25.1.4試驗讀取次數(shù) 25.1.5試驗容量 25.1.6試驗數(shù)據(jù)圖形 2試驗步驟 2失效判據(jù) 2T/!FORMTEXT1XXX」!FORMTEXT1XXXX」—!FORMTEXT1XXXX」前言《磁隨機存儲芯片可靠性試驗方法》由以下部分組成：——第1部分：總則；——第2部分：介質(zhì)層的時間相關(guān)擊穿(TDDB)壽命試驗；——第3部分：高溫數(shù)據(jù)保存試驗；——第4部分：磁場數(shù)據(jù)保存試驗；——第5部分：磁場寫入試驗；——第6部分：讀干擾率試驗。本部分為第6部分。本部分按照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