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Electromigration and Diffusion of Gold in GaAs IC Interconnections Électromigration et diffusion de l’or dans les interconnexions IC GaAs

Akira OHTA, Kotaro YAJIMA, Norio HIGASHISAKA, Tetsuya HEIMA, Takayuki HISAKA, Ryo HATTORI, Yoshikazu NAKAYAMA

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Résumé:

Cet article décrit le comportement des vides formés en raison de l'électromigration et de la diffusion dans les interconnexions de l'or lors de tests de polarisation continue de circuits intégrés GaAs à des densités de courant dans les interconnexions de 0.67. 106 A/cm2 - 1.27 106 A/cm2 dans la plage de températures élevées de 230 - 260. Nous avons constaté que les vides se sont formés au centre des sections transversales des interconnexions et que de l'or reste autour des vides, ce qui signifie que le courant circule toujours après la formation du vide. Nous avons soigneusement observé le mouvement des bords latéraux des vides de l'anode et de la cathode pendant les tests et avons constaté que les bords se déplaçaient vers la cathode, dans la direction opposée au flux d'électrons. Cette direction est constante. De plus, les vides sont étendus, ce qui signifie que la vitesse du bord côté cathode est supérieure à celle du bord côté anode. La vitesse des bords augmente presque proportionnellement à la densité de courant. La direction constante du mouvement du bord et la vitesse de la dépendance du bord à la densité de courant suggèrent que l'une des causes du mouvement du bord est l'électromigration. La vitesse du bord dépend de la distance entre le bord du vide côté anode et le trou traversant. La vitesse augmente en fonction de la diminution de la distance. Cela signifie que l’une des causes du mouvement des bords est la diffusion des atomes d’or par un gradient de concentration et de pression. Le circuit intégré GaAs est tombé en panne presque au même moment où les vides sont apparus. Il est important pour la fiabilité d'éviter la formation de vides provoqués par l'électromigration et la diffusion.

Publication
IEICE TRANSACTIONS on Electronics Vol.E85-C No.11 pp.1932-1939
Date de publication
2002/11/01
Publicisé
ISSN en ligne
DOI
Type de manuscrit
PAPER
Catégories
Matériaux et dispositifs semi-conducteurs

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