在寬帶蜂窩網(wǎng)絡(luò)(5G)、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、萬物互聯(lián)(IoE)、智能設(shè)備、數(shù)據(jù)到云和自動(dòng)駕駛汽車等第五代技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)下,不斷擴(kuò)大的數(shù)字化正在迅速改變電子行業(yè)的面貌。異構(gòu)集成變得至關(guān)重要,以較低的成本提供更高的性能和改進(jìn)的功能。然而,器件尺寸的縮小不可避免地導(dǎo)致了電流密度的進(jìn)一步增加,而這種電流密度必須由縮小的金屬互連來承載。隨著電流密度的增加,電遷移(EM)一直是互連的可靠性問題之一,如芯片級的金屬線、再分布線(RDL)和封裝級的微凸點(diǎn)/支柱。
EM本質(zhì)上是一個(gè)增強(qiáng)的質(zhì)量傳輸過程,由于導(dǎo)電電子和擴(kuò)散的金屬原子之間的動(dòng)量轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致空隙的形成和/或小丘的堆積,導(dǎo)致電子設(shè)備中的開路或短路。布萊克進(jìn)行的早期研究表明,由于EM引起的故障時(shí)間與電流密度的平方成反比。雖然EM主要是由高電流密度引起的,但它不是唯一的驅(qū)動(dòng)力在起作用。其他力量的綜合平衡,如機(jī)械應(yīng)力遷移、原子自我擴(kuò)散和熱遷移,決定了原子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。
最近復(fù)旦大學(xué)碳化硅功率器件工程技術(shù)研究中心樊嘉杰研究院團(tuán)隊(duì)和代爾夫特理工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)合作利用韓國NEXTRON公司微探針系統(tǒng)MPS-CHL(RT-450°C)搭建了精密的電遷移測量平臺(tái),對電遷移的相關(guān)理論特性進(jìn)行了系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并取得重要成果。
