铝一硅合金 ·在源极/漏极的区域中，铝金属线可以直接与硅 接触 ·硅会熔解入铝中，铝会扩散进入硅中 ·尖突现象 -铝的尖突物穿透掺杂接面 -使源极/漏极与基片形成短路 ·通常~1%就可以让硅在铝中达到饱和 。 在摄氏400°C时的加热退火会在硅铝界面形成硅铝 合金 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 22 k.htm
Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 22 铝—硅合金 • 在源极/漏极的区域中，铝金属线可以直接与硅 接触 • 硅会熔解入铝中，铝会扩散进入硅中 • 尖突现象 –铝的尖突物穿透掺杂接面 –使源极/漏极与基片形成短路 • 通常~1% 就可以让硅在铝中达到饱和 • 在摄氏400C时的加热退火会在硅铝界面形成硅铝 合金
尖突现象 铝 SiO2 铝 铝 N型硅 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 23 k.htm
Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 23 p + p + 尖突现象 N型硅 铝 铝 铝 SiO2
电迁移 ·铝是一种多晶态材料 ·包含很多小型的单晶态晶粒 ·电流通过铝线 ·电子不断的轰击晶粒 ·较小的晶粒就会开始移动 ·这个效应就是电迁移 (electromigration) Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 24 k.htm
Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 24 电迁移 • 铝是一种多晶态材料 • 包含很多小型的单晶态晶粒 • 电流通过铝线 • 电子不断的轰击晶粒 • 较小的晶粒就会开始移动 • 这个效应就是电迁移 (electromigration)
电迁移 ·电迁移会造成金属线的撕裂 ·高电流密度在剩下的金属线 -加剧电子轰击 -引发更进一步的铝晶粒迁移 -最后造成金属线的崩溃 ·影响C芯片的可信赖度 ·铝金属线：老房子将有火灾的危害 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 25 k.htm
Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 25 电迁移 • 电迁移会造成金属线的撕裂 • 高电流密度在剩下的金属线 –加剧电子轰击 –引发更进一步的铝晶粒迁移 –最后造成金属线的崩溃 • 影响IC芯片的可信赖度 • 铝金属线：老房子将有火灾的危害
电迁移的预防 ·当少量百分比的铜与铝形成合金，铝的 电迁移抵抗性会被显著的改善 ·铜扮演了铝晶粒间的黏着剂角色，并且 防止他们因电子轰击而迁移 ·AI-Si-Cu合金被使用 ·A|-Cu(0.5%)是最常使用的联机金属 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 26 k.htm
Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 26 电迁移的预防 • 当少量百分比的铜与铝形成合金，铝的 电迁移抵抗性会被显著的改善 • 铜扮演了铝晶粒间的黏着剂角色，并且 防止他们因电子轰击而迁移 • Al-Si-Cu合金被使用 • Al-Cu (0.5%)是最常使用的联机金属