非易失性存儲(chǔ)器(NVM)芯片廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備中,從智能手機(jī)、個(gè)人電腦到服務(wù)器和工業(yè)控制系統(tǒng),都是不可或缺的關(guān)鍵組件,它們不僅提高了數(shù)據(jù)的安全性和可靠性,還極大地增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體性能。此外,為了滿足特定的功能需求和提高系統(tǒng)的可靠性與便捷性,如存儲(chǔ)配置信息、快速啟動(dòng)、減少外部組件、用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、存儲(chǔ)固件版本等,一些芯片中也會(huì)集成非易事性存儲(chǔ)模塊。
為了評(píng)估它們的存儲(chǔ)能力可靠性,AEC Q100標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)這兩類芯片提出了特定可靠性測(cè)試要求——非易失性耐久、數(shù)據(jù)保持和工作壽命,參考子標(biāo)準(zhǔn)為AEC Q100-005,主要考察三部分能力:
1不出現(xiàn)故障的情況下承受重復(fù)的數(shù)據(jù)更改(編程/擦除耐久性)
2在非易失性存儲(chǔ)器預(yù)期壽命期間保留數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)保持)
3施加電偏壓的情況下承受恒定溫度(工作壽命)
測(cè)試程序
包含非易失性存儲(chǔ)器(NVM)的器件在進(jìn)行高溫?cái)?shù)據(jù)保持(HTDR)、高溫操作壽命(HTOL)和低溫?cái)?shù)據(jù)保持(LTDR)測(cè)試之前,應(yīng)首先通過(guò)編程/擦除耐久性測(cè)試進(jìn)行預(yù)處理。
Ⅰ.循環(huán)擦寫(xiě)讀程序
器件應(yīng)按照器件規(guī)格說(shuō)明書(shū)中規(guī)定的最小循環(huán)次數(shù)進(jìn)行編程/擦除耐久性循環(huán)測(cè)試。耐久性測(cè)試應(yīng)在下述溫度和循環(huán)頻率的條件下進(jìn)行:
a器件應(yīng)按照器件規(guī)格說(shuō)明書(shū)中規(guī)定的最小循環(huán)次數(shù)進(jìn)行編程/擦除耐久性循環(huán)測(cè)試。耐久性測(cè)試應(yīng)在下述溫度和循環(huán)頻率的條件下進(jìn)行:
1高溫循環(huán)
循環(huán)測(cè)試應(yīng)在溫度T ≥ 85°C的條件下進(jìn)行,總循環(huán)時(shí)間不得超過(guò)加速產(chǎn)品壽命的15%。
循環(huán)之間或循環(huán)組之間的延遲是允許的,只要延遲在整個(gè)循環(huán)期間均勻分布,且包括延遲在內(nèi)的總循環(huán)時(shí)間不超過(guò)上述規(guī)定。
2低溫循環(huán)
循環(huán)測(cè)試應(yīng)在溫度T ≤ 55°C的條件下進(jìn)行。
循環(huán)之間或循環(huán)組之間的延遲是允許的,只要延遲在整個(gè)循環(huán)期間均勻分布,且包括延遲在內(nèi)的總循環(huán)時(shí)間不超過(guò)產(chǎn)品壽命的15%。
b循環(huán)測(cè)試應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,一個(gè)循環(huán)定義為從一種狀態(tài)過(guò)渡到另一種狀態(tài),然后再回到原始狀態(tài)(即,在存儲(chǔ)器陣列的所有位單元中,從“1”變?yōu)椤?”,再變回“1”;或從“0”變?yōu)椤?”,再變回“0”)。在耐久性測(cè)試期間,每個(gè)編程和擦除操作都必須經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,確認(rèn)已成功完成,并通過(guò)讀取操作驗(yàn)證預(yù)期的數(shù)據(jù)狀態(tài)。
c完成指定次數(shù)的編程/擦除循環(huán)后,按照器件規(guī)格說(shuō)明書(shū)的要求驗(yàn)證功能。
Ⅱ.循環(huán)后高溫?cái)?shù)據(jù)保持(HTDR)程序
按照第2.1節(jié)在高溫下循環(huán)的單元,應(yīng)根據(jù)其規(guī)定的等級(jí)和預(yù)期的用戶指定任務(wù)剖面,進(jìn)行高溫?cái)?shù)據(jù)保持測(cè)試(HTDR)。
Ⅲ.循環(huán)后低溫?cái)?shù)據(jù)保持(LTDR)程序
按照第2.1節(jié)在低溫下循環(huán)的單位,應(yīng)在最高55°C下進(jìn)行至少1000小時(shí)的存儲(chǔ)。
Ⅳ.高溫操作壽命(HTOL)程序
嵌入式和獨(dú)立式NVM器件應(yīng)根據(jù)AEC-Q100表2進(jìn)行高溫操作壽命(HTOL)測(cè)試,使用符合或超過(guò)器件指定操作溫度等級(jí)HTOL要求的溫度和持續(xù)時(shí)間條件。在測(cè)試期間,應(yīng)訪問(wèn)NVM陣列中的所有地址(讀?。┮赃_(dá)到最大可能的讀取次數(shù)(根據(jù)AEC-Q100測(cè)試B3),同時(shí)不影響邏輯電路的HTOL測(cè)試(根據(jù)AEC-Q100測(cè)試B1)。否則,應(yīng)對(duì)NVM和邏輯存儲(chǔ)塊分別進(jìn)行HTOL測(cè)試。在測(cè)試期間,對(duì)于嵌入式閃存微處理器,必須以全速連續(xù)執(zhí)行完整的存儲(chǔ)器陣列校驗(yàn)和(即“位翻轉(zhuǎn)”)測(cè)試。經(jīng)供應(yīng)商和客戶同意后,獨(dú)立式閃存(離散式)可免除此校驗(yàn)和要求。
Ⅴ.測(cè)試注意事項(xiàng)
應(yīng)采取預(yù)防措施,確保器件不會(huì)因器件或測(cè)試器的熱失控而損壞,并防止電氣損壞。
Ⅵ.測(cè)量
a電氣測(cè)量
電氣測(cè)量應(yīng)根據(jù)適用的器件規(guī)范在指定間隔進(jìn)行。中期和最終電氣測(cè)量應(yīng)在器件從規(guī)定的測(cè)試條件中移除后的96小時(shí)內(nèi)完成。
b所需測(cè)量
電氣測(cè)量應(yīng)包含適用器件規(guī)范中規(guī)定的參數(shù)和功能測(cè)試。
c測(cè)量條件
在將器件從測(cè)試室中取出之前,應(yīng)將環(huán)境溫度恢復(fù)到室溫,同時(shí)保持器件上的指定電壓。測(cè)試應(yīng)在典型條件下進(jìn)行,并根據(jù)部件規(guī)格和AEC-Q100第1.3.3節(jié)中列出的相應(yīng)部件等級(jí),在溫度范圍內(nèi)的最低和最高溫度下進(jìn)行。
失效判據(jù)
如果參數(shù)限值超出范圍,器件不再滿足器件規(guī)范的要求,或者器件無(wú)法保持其預(yù)期的數(shù)據(jù)狀態(tài),則將該器件定義為失效。在編程/擦除耐久性循環(huán)測(cè)試期間,如果寫(xiě)入或擦除事件未在規(guī)定的最大時(shí)間內(nèi)完成,或者事件完成但存儲(chǔ)器陣列內(nèi)的數(shù)據(jù)模式與預(yù)期的數(shù)據(jù)模式不符,則視為失效。
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