應(yīng)力遷移
發(fā)布時間:2015/6/24 19:17:21 訪問次數(shù):1517
當(dāng)鋁條寬度縮減到3肚m以下時,LC7215經(jīng)過溫度循環(huán)或高溫處理,也會發(fā)生鋁條開路斷裂的失效。這時空洞多發(fā)生在晶粒邊界處,這種開路失效叫應(yīng)力遷移,與通電后鋁條產(chǎn)生電遷移的失效相區(qū)別。鋁條越細(xì),應(yīng)力遷移失效越嚴(yán)重。
應(yīng)力遷移的原因,早期認(rèn)為是鋁中含氧使之易碎,或材料的類似蠕變現(xiàn)象所致。目前一般認(rèn)為是鋁條較窄,其晶粒直徑玎能與條寬相比擬,其上、下兩側(cè)受介質(zhì)膜( Si02、Si。Ni。)的影響而存在拉伸(或壓縮)應(yīng)力。在溫度作用下,為緩和這種應(yīng)力,鋁原子可發(fā)生錯位、滑動等移動,致使某些位置產(chǎn)生空洞,直至斷條。當(dāng)鋁條上不覆蓋鈍化層或覆以性能柔軟的涂層(如有機樹脂)時,未發(fā)現(xiàn)鋁條有這種應(yīng)力失效,所以應(yīng)力的形成主要來源于鋁條的上、下兩側(cè)各介質(zhì)膜層的熱失配。當(dāng)老化溫度增加時,應(yīng)力失效速度增加,其激活能約為0. 35~0. 6eV,溫度超過300℃時,失效率又會下降。失效速度與鋁條尺寸的關(guān)系密切,應(yīng)力遷移的壽命正比于線寬的2~3次方和厚度的4~5次方。所以電路集成度提高時應(yīng)力遷移將變得嚴(yán)重。硅一鋁合金條中含有氮及硅的析出可促進空洞的形成,硅一鋁中加0.1%的銅或鋁條上覆以W、TiN及TiW等耐熔材料可減緩空洞的形成,但難熔材料的電阻率較高,抗電遷移能力也較差。在尺寸繼續(xù)縮小時也會引起問題,根本問題在于把鋁條中應(yīng)力降低至一個安全水平,這可通過改進鈍化層的淀積過程或用單晶鋁制作互連線實現(xiàn),這樣既可解決應(yīng)力遷移及電遷移的問題又可保證高的導(dǎo)電性。
當(dāng)鋁條寬度縮減到3肚m以下時,LC7215經(jīng)過溫度循環(huán)或高溫處理,也會發(fā)生鋁條開路斷裂的失效。這時空洞多發(fā)生在晶粒邊界處,這種開路失效叫應(yīng)力遷移,與通電后鋁條產(chǎn)生電遷移的失效相區(qū)別。鋁條越細(xì),應(yīng)力遷移失效越嚴(yán)重。
應(yīng)力遷移的原因,早期認(rèn)為是鋁中含氧使之易碎,或材料的類似蠕變現(xiàn)象所致。目前一般認(rèn)為是鋁條較窄,其晶粒直徑玎能與條寬相比擬,其上、下兩側(cè)受介質(zhì)膜( Si02、Si。Ni。)的影響而存在拉伸(或壓縮)應(yīng)力。在溫度作用下,為緩和這種應(yīng)力,鋁原子可發(fā)生錯位、滑動等移動,致使某些位置產(chǎn)生空洞,直至斷條。當(dāng)鋁條上不覆蓋鈍化層或覆以性能柔軟的涂層(如有機樹脂)時,未發(fā)現(xiàn)鋁條有這種應(yīng)力失效,所以應(yīng)力的形成主要來源于鋁條的上、下兩側(cè)各介質(zhì)膜層的熱失配。當(dāng)老化溫度增加時,應(yīng)力失效速度增加,其激活能約為0. 35~0. 6eV,溫度超過300℃時,失效率又會下降。失效速度與鋁條尺寸的關(guān)系密切,應(yīng)力遷移的壽命正比于線寬的2~3次方和厚度的4~5次方。所以電路集成度提高時應(yīng)力遷移將變得嚴(yán)重。硅一鋁合金條中含有氮及硅的析出可促進空洞的形成,硅一鋁中加0.1%的銅或鋁條上覆以W、TiN及TiW等耐熔材料可減緩空洞的形成,但難熔材料的電阻率較高,抗電遷移能力也較差。在尺寸繼續(xù)縮小時也會引起問題,根本問題在于把鋁條中應(yīng)力降低至一個安全水平,這可通過改進鈍化層的淀積過程或用單晶鋁制作互連線實現(xiàn),這樣既可解決應(yīng)力遷移及電遷移的問題又可保證高的導(dǎo)電性。
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