一块VLSI芯片不仅需要在前几天、几周或几个月内正常工作，还必须在整个使用寿命内可靠运行。任何用于商业目的的芯片的寿命通常定义为100,000小时或约11.4年。然而，在IC的设计、制造、组装和测试过程中，许多因素可能导致其早期失效。这一芯片开发方面被称为芯片可靠性。测试相关的失效和由可靠性引起的失效之间的区别在于，测试相关的失效可以在产品出货前检测到，而可靠性失效则发生在出货后。可靠性失效是当前测试技术无法检测到的物理失效，它们在芯片实际使用期间发生。

影响芯片可靠性的主要环境因素包括电压、电流、温度和湿度。晶体管栅氧化物击穿（GOI）、热载流子应力（HCS）、PMOS器件的负偏压温度不稳定性（NBTI）、应力引起的空洞（SIV）、电迁移引起的金属损伤以及金属间介电层的击穿通常是导致可靠性失效的物理机制。

通常，IC的可靠性通过浴盆曲线来表示，如图3.12所示，该曲线显示了IC的失效率随时间的变化。该曲线有三个独立的区域：早期失效、有效寿命和磨损失效。每个区域都有其潜在的失效机制。早期失效，也称为“婴儿死亡”，通常是由制造过程中引入的缺陷和污染物引起的。随着当今严格控制的制造和组装流程，早期失效的情况非常少见。然而，制造