ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ АЛЮМИНИЕВОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ДОВЕРЕННЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Михаил С. Афанасьев, Алексей В. Беспалов, Андрей А. Гераськин, Ольга Л. Голикова, Дмитрий В. Куликов, Александра А. Муравьёва, Дмитрий О. Смирнов, Игорь А. Харитонов, Руслан С. Шабардин

Аннотация


Методом кросс-секций, созданных с помощью фокусированного ионного пучка, экспериментально исследован процесс рекристаллизации, возникающей в алюминиевых (Al) проводниках интегральных микросхем (ИМС) при температуре +80°C,  рассчитанных на работу в диапазоне –40°C – +60°C. На примере сравнительного анализа ИМС, использовавшихся в различных условиях эксплуатации, выявлен механизм электромиграции в Al проводниках, обусловленной подачей рабочего напряжения на ИМС, находящейся под воздействием повышенной температуры. Исследованы особенности дефектов, вызванных электромиграцией вещества, появившиеся вследствие рекристаллизационных процессов в Al. Определена причина появления этих процессов и предложены конструктивно-технологические решения, позволяющие повысить надежность Al проводников при повышенных температурах в условиях невозможности изменения технологического процесса производства ИМС. Полученные результаты могут использоваться при проектировании и разработке высоконадежных ИМС, а также в учебном процессе по специальностям, связанным с проектированием микроэлектроники и материаловедением.

Ключевые слова


алюминий, проводники, рекристаллизация, электромиграция, интегральная микросхема, температурный диапазон, диффузия, надежность.

Полный текст:

PDF

Литература


1. Волков А.Н. Роль ускоренных испытаний в определении надежности интегральных схем. Молодой ученый. 2012,
№ 10(45), с. 41–52. URL: https://moluch.ru/archive/45/5556/ (дата обращения: 25.08.2023).

2. Сенько С.Ф., Белоус А.И., Плебанович В.И. Способ изготовления системы металлизации кремниевых полупроводниковых приборов. Патент RU 2333568 C1 МПК H01L21/28, опубл. 10.09.2008, БИ №25.
URL: https://patenton.ru/patent/RU2333568C1?ysclid=li03s3ibab182258635 (дата обращения: 14.08.2013).

3. Курс Мария Г. Метод расчета интегрального коэффициента коррозионного разрушения листов из деформируемых алюминиевых сплавов при натурно-ускоренных испытаниях. автореферат диссертации. ВНИИАМ. 2016. URL: https://viewer.rsl.ru/ru/rsl01006653311?page=1&rotate=0&theme=white (дата обращения: 12.08.2023). – EDN ZQCQXH.

4. Черкесова Н.В., Мустафаев Г.А., Мустафаев А.Г. Формирование контакта AL/TINXO/TISI2 с низким сопротивлением для металлизации. МИКРО- И НАНОТЕХНОЛОГИИ В ЭЛЕКТРОНИКЕ. Материалы XII Международной научно-технической конференции. Издательство: Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (Нальчик). 2021, c. 276–280. – EDN FIKMGR.

5. Снитковский Ю.П. Влияние состава легирующих элементов на физико-механические свойства алюминия. Вестник Югорского государственного университета. 2022, № 4(67), с. 68–76.
DOI: http://dx.doi.org/10.18822/byusu20220468-76. – EDN ZPVWYP.

6. Дедкова А.А., Флоринский И.В., Гусев Е.Э., Дюжев Н.А., Фомичев М.Ю., Штерн М.Ю. Методика анализа объемных дефектов по цифровой модели рельефа поверхности. Дефектоскопия. 2021, № 11,
с. 41–48. DOI: http://dx.doi.org/10.31857/S0130308221110051. – EDN MCWPIN.

7. Адамов Ю.Ф., Шишина Л.Ю. Проектирование систем на кристалле : учеб. пособие ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Моск. гос. ин-т электрон. техники (техн. ун-т). М.: МИЭТ, 2005.
URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01002766983?ysclid=llupkes0p0804070560 (дата обращения: 12.08.2023).

8. Фридляндер И.Н. Алюминиевые сплавы. Металловедение алюминия и его сплавов: справочное руководство. М.: Металлургия, 1971. – 352 с. URL: https://libcats.org/book/474434?ysclid=llumb6xi39634861019 (дата обращения: 12.08.2023).

9. Смолин В.К. Особенности применения алюминиевой металлизации в интегральных схемах. Технология интегральных схем. Микроэлектроника. 2004, т. 33, № 1, с. 10–16.
URL: https://naukarus.com/osobennosti-primeneniya-alyuminievoi-metallizatsii-v-integralnyh-shemah (дата обращения: 12.08.2023).

10. Черных А.Г., Павлюковец С.А., Смирнов А.Г., Ригольд С.В. Структурные и электрофизические свойства бинарных и тройных сплавов алюминия для металлизации микродисплеев типа led-on-silicon. Доклады БГУИР. 2008, № 5(35). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/strukturnye-i-elektrofizicheskie-svoystva-binarnyh-i-troynyh-splavov-alyuminiya-dlya-metallizatsii-mikrodispleev-tipa-led-on-silicon?ysclid=llumembb38935010390 (дата обращения: 12.08.2023).

11. Скворцов А.А., Рыбин В.В., Зуев С.М. Особенности электростимулированного разрушения алюминиевой металлизации при наличии диэлектрических ступенек на поверхности кремния. Письма в ЖТФ. 2010, т. 36, № 6, с. 73–79. – EDN PKITWY.




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2023.3.08

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.