国家标准计划《半导体器件 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFETs）的偏置温度不稳定性试验 第1部分：MOSFETs的快速偏置温度不稳定性试验》由 TC78（全国半导体器件标准化技术委员会）归口 ，主管部门为工业和信息化部（电子）。

主要起草单位 工业和信息化部电子第五研究所 、中国电子科技集团公司第五十八研究所 、忆芯启恩（青岛）科技有限公司 、中国电子技术标准化研究院 。

本标准等同采用IEC国际标准：IEC 62373-1:2020。

采标中文名称:半导体器件 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的温度偏置不稳定性（BTI）试验 第1部分：MOSFET的快速BTI试验。

偏压温度不稳定性(Bias Temperature Instability: BTI)是CMOS的基本退化机制之一，它指的是当在PMOS(NMOS)器件上施加一个正(负)电压打开沟道时，器件的阈值电压（绝对值，后同）、栅极漏电流增大，饱和电流、跨导减小的现象。

温度越高，BTI退化越严重。

国内微电子工艺发展迅速，最小线宽从0.5微米到0.25微米、65纳米、再到14纳米发展的同时，半导体器件的栅氧的厚度不断减薄，而由于功耗的限制半导体器件的工作电压并不能成比例地降低，这导致了栅氧间的电场强度越来越大，BTI退化越来越严重，直接影响到半导体器件的可靠性。

为消除潜在缺陷，确保半导体器件在整个产品寿命期间有良好的可靠性，需要对半导体器件的温度偏置稳态效应进行定量评价。

BTI存在着恢复效应，即退化在撤去或者降低栅极应力后的几微秒到几毫秒内会恢复。

随着半导体工艺的进步，BTI退化的恢复量非常显著。

国标20210839-T-339《半导体器件 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFETs）的温度偏置稳态试验》制定了MOSFETs的温度偏置稳态试验程序，提供了一种测试BTI失效的方法，但是其采用的是测量速度较慢的直流测试方法，测量时已经产生了BTI的恢复，因此低估了BTI的退化。

本标准是对国标20210839-T-339《半导体器件 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFETs）的温度偏置稳态试验》的补充，使用一种替代方法来测量BTI退化，通过减小测量时间，尽可能地减小测量过程中出现的部分恢复量，从而测量出完整的BTI退化。

本标准将对MOSFET晶体管的快速BTI效应给出定量考核依据，对提高半导体器件的可靠性，保证整机系统的高可靠起到巨大的推动作用。

描述圆片级的NMOS和PMOS晶体管的温度偏置稳态试验，以确定某个CMOS工艺中的单个晶体管是否满足所需的温度偏置稳态效应的寿命时间。 主要技术内容包括：试验设备（晶圆探针台、测量设备等）的要求、试验样品的制备（沟道长度、沟道宽度、器件结构、晶圆加工、天线保护等）要求、样品数量的要求、试验步骤（应力时间和应力条件选择、温度、电场强度、最后测量时间等）和寿命评估方法。