Що таке явище міграції стресу?

Міграція стресу (SM)є звичайним явищем відмови надійності в інтегральних схемах. Це відноситься до явища, при якому міграція атомів, локальні порожнини або тріщини виникають через концентрацію напруги (наприклад, невідповідність коефіцієнтів теплового розширення) після виготовлення або інкапсуляції, що в кінцевому підсумку призводить до розриву провідного шляху або ненормального збільшення опору.

При фактичному спостереженні утворення пустот можна спостерігати на деяких металевих проводах без застосування електричного струму, а утворення пустот або навіть повне роз’єднання можна спостерігати на деяких металевих проводах. Це явище є міграцією напруги, яка, як вважають, є результатом зняття напруги в самому металі.

0040-31980 ГАЗОВА КОРОБКА EC WXZ

Причини та фізичні механізми

Міграція напруги - це процес дифузії, викликаний механічною напругою. Механічна напруга виникає внаслідок високо-температурних етапів процесу виробництва інтегральних схем. Через різні коефіцієнти теплового розширення між металевим та ізоляційним шарами ці високо-температурні процеси створюють більші напруги в металевому шарі (алюміній або мідь).

Зокрема, мідь має набагато вищий коефіцієнт теплового розширення (приблизно 17 ppm/градус), ніж середовище з низьким k або кремнеземом (приблизно 0,5 ppm/градус). При перепадах температури мідь сильніше «розтягується», що призводить до сильних механічних навантажень з навколишнім середовищем. Водночас мідь створює «вбудований{4}}напруження» під час осадження й охолодження, і з часом атоми міді мігрують із зон високого-напруження в зони низького-напруження, керовані напругою, щоб «декомпресувати», що призводить до накопичення атомних вакансій у зонах високого-напруження та, зрештою, до утворення порожнин.