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World File Search System电迁移
晶圆级测试对先进 CMOS 互连可靠性评估中电迁移磨损报告的有效性
在本研究中，通过标准晶圆级 (WL) 和 PL (PL) 测试评估电迁移 (EM) 铜线的可靠性。由于这些测试的速度非常快，因此与所有可靠性研究一样，主要问题之一是报告在使用条件下发生的故障现象的有效性。众所周知，WL 已被广泛用于在高应力条件下对大批量进行快速 EM 工艺监控。另一方面，在工艺鉴定方案中使用应力条件较低的 PL 测试。我们将本研究的后续内容作为参考，通过各种工艺评估 WL 测试结果。因此，本文讨论了 WL 与 PL 相比，在有效报告不同 Cu 线工艺修改的可靠性性能变化方面的能力。从寿命变化和标准偏差演变方面比较了 WL 可靠性和 PL 可靠性的结果。仅发现有限的相关性，这表明两种方法的故障机制并不相同。此外，本研究的结果强调了定义与大容量监控兼容的新的可靠的电磁测试结构和方法的必要性。
锡铋平面焊点中的电迁移
[1] S. Murali、LYW Evone、LMWa、BA Danila、LC Keong、LY Ting、BS Kumar、K、Sungsig，“Sn57Bi1Ag 焊料合金接头的微观结构特性”，IMAPS – 第 55 届国际微电子研讨会，波士顿，2022 年 10 月 5 日。[2] Q. Liu、Y. Shu、L Ma、F. Guo，“高电流密度下共晶 SnBi 焊点的微观结构演变和温度分布研究”，2014 年第 15 届国际电子封装技术会议。[3] P.Singh、L. Palmer、RF Aspandiar，“一种研究电迁移的新装置”，SMTA 泛太平洋微电子研讨会，2022 年 2 月 1 日，夏威夷瓦胡岛。 [4] IA Blech，“氮化钛上薄铝膜的电迁移”，J. of Appl. Physics，第 47 卷，第 4 期，1976 年 4 月。
使用创新多物理场建模进行电迁移风险评估和电路优化 蔡重阳 1，杨志 2，李远 3，Padam Jai
摘要 随着晶体管越来越小、越来越密集，电子的物理流动可能会因电迁移 (EM) 在互连处形成空隙和裂缝，从而随着时间的推移抑制器件的性能。不符合 EM 规范的电路设计可能会导致灾难性故障和 SI/PI 性能下降。缓解 EM 的一种方法是在铜线层之间使用多个通孔来减少电流拥挤效应。然而，通孔的数量可能会影响关键接头内的电流密度和电流再分布。当前的研究主要集中在基于经验 Black 方程预测 EM 故障时间 (TTF)。然而，这种方法可能无法提供足够的关于空隙形成和裂纹扩展的见解，并反映可能影响 TTF 的电流再分布。在本研究中，我们比较了具有不同结构设计的球栅阵列 (BGA) 测试载体的 EM 寿命，并开发了一种基于多物理场迁移考虑焊点中原子扩散的方法，以研究通孔对电流再分布的影响。此外，还模拟了裂纹扩展以了解失效机制。在 150C 下对无通孔和有 8 个通孔的 BGA 走线施加 5A、7A 和 9A 电流以比较电磁性能。此外，每个测试结构都采用两种不同的表面处理：A 和 B。根据实验结果，执行基于原子通量发散 (AFD) 的有限元分析 (FEA) 模拟以与实验结果进行比较。发现与菊花链走线相比，8 个通孔可以显著降低电流拥挤效应。研究表明，8 个和 4 个通孔的电磁阻力优于无通孔走线，并有助于预测不同结构的电磁寿命，为设计优化提供指导。 关键词 电迁移、可靠性、多物理场、有限元分析、电路优化
工作负荷的时间相关电迁移建模......
摘要 — 电迁移 (EM) 一直被认为是后端互连的可靠性威胁因素。自旋转移力矩磁性 RAM (STT-MRAM) 是一种新兴的非易失性存储器，近年来备受关注。然而，相对较大的工作电流幅度是这项技术的一大挑战，因此，EM 可能是一个潜在的可靠性问题，即使对于这种存储器的信号线也是如此。工作负载感知的 EM 建模需要捕获存储器信号线中随时间变化的电流密度，并能够预测 EM 现象对互连整个生命周期的影响。在这项工作中，我们提出了一些方法，可以在各种实际工作负载下有效地模拟典型 STT-MRAM 阵列中与工作负载相关的 EM 引起的平均故障时间 (MTTF)。这允许执行设计空间探索以共同优化可靠性和其他设计指标。
电子设备的电迁移分析
*1) S. Tanimoto 等，IEEE 电子器件汇刊，第 62 卷，第 258-269 页，（2011 年） *2) Y. Yamada 等，微电子可靠性，第 47 卷，第 12 期，第 2147-2151 页，（2015 年） *3) S. Tanimoto 等，ECS Trans，第 58 卷，第 4 期，第 33-47 页，（2013 年） *4) Kato 等，第 34 届日本电子封装协会春季会议，3C5-01，（2020 年） *5) Kato 等，IEICE 信息与通信工程师汇刊，第 J103-C 卷，第 3 期，第 129-136 页，（2020 年） *6) Yamanaka，第 28 届日本电子封装协会春季会议，7B-05，（2014 年） *7) CM Tan，世界科学出版，（2010 年）*8）Hayama 等人，《智能处理杂志》，第 9 卷，第 5 期，第 216-223 页，（2020 年）
wlcsp 焊点的电迁移性能 - PEP
摘要 在高温和大电流条件下测试了晶圆级芯片规模封装 (WLCSP) 组件。在焊料/凸块下金属化 (UBM) 界面处观察到电迁移损坏以及加速扩散和金属间化合物生长。最终电气故障通常是由于 UBM 附近的再分布线 (RDL) 中产生空隙而发生的。温度升高、电流密度增加和 RDL 走线宽度减小会导致故障率增加。Ni UBM 焊盘和 Cu 柱结构的性能均优于 Cu UBM 焊盘。根据实验数据和其他已发表数据开发了基于 Black 方程的故障模型。然后使用该模型根据代表性现场使用条件制定加速测试和鉴定测试的推荐指南。关键词：WLCSP、电迁移。引言由于 WLCSP 外形小巧，已成为便携式产品应用中使用的 RF 降压转换器、相机闪光灯驱动器、背光驱动器和模拟开关等设备的流行封装。这些器件需要通过 BGA 焊点传输高达 2A 或更高的电流。由于电迁移导致的现场故障是限制给定器件最大额定电流的一个潜在因素。倒装芯片和 WLCSP 焊点中的电迁移故障是由于高电流密度驱动的扩散和金属间化合物反应在高温下加速而发生的 [1-34]。这些影响会产生空洞，这些空洞会随着时间的推移而打开和增长。随着空洞尺寸的增加，通过焊点的电阻会增加，最终出现开路。在大多数电迁移研究中，使用电流密度和温度的测试矩阵来比较设计或材料变量。测试通常会持续到给定支路中至少一半的单元发生故障，以便数据可以拟合对数正态分布或威布尔分布。一个典型目标是确定故障预测模型的常数，例如 Black 方程 [27]。
3D集成电路中Cu⠍Sn⠍Cu微焊盘电迁移失效的实验研究
垂直堆叠的三维集成电路 (3D IC) 中的芯片间电通信由芯片间微凸块实现。微凸块的电迁移可靠性对于了解基于 3D IC 的微电子系统的可靠性至关重要。本文报告了通过热压键合在两个芯片之间形成的 Cu-Sn-Cu 微凸块的电迁移可靠性的实验研究。双芯片 3D IC 组装在线键合陶瓷封装中，并在不同温度下的空气和氮气环境中进行电迁移测试。测量了微连接链和开尔文结构的故障寿命和平均故障时间 (MTTF)。结果表明，Cu-Sn 微连接的本征活化能介于 0.87 eV 和 1.02 eV 之间。基于故障分析，提出了可能的故障机制。这项研究的结果有望提高人们对 3D IC 中电迁移可靠性的根本理解，并促进基于 3D IC 的稳健可靠的微电子系统的开发。2014 Elsevier BV 保留所有权利。
竹材Al(Cu)合金的电迁移行为及可靠性...
具有竹节粒结构、顶部覆盖 Al 3 Ti 层并以 W 柱终止的 Al(Cu) 细线是 Si 集成电路中越来越常见的一类互连线。这些线易受跨晶电迁移引起的故障影响。电迁移引起的应力演变可以用一维扩散-漂移方程建模，该方程的解需要了解传输参数。通过开发和执行使用在氧化 Si 基板上制造的单晶 Al 互连线的实验，明确地确定了 Al 中 Al 和 Cu 的跨晶扩散和电迁移特性。在顶部覆盖多晶 Al 3 Ti 覆盖层的钝化 Al 单晶线（2.0 μm 宽，0.4 μm 厚）上进行了加速电迁移寿命测试。覆盖层由 Al 与 Ti 覆盖层的反应形成。电迁移引起失效的激活能确定为 0.94±0.05 eV。以前对没有 Al 3 Ti 覆盖层的 Al 单晶的研究得出的激活能为 0.98±0.2 eV，寿命相似。结论是，Al 3 Ti 覆盖层不会影响跨晶电迁移的动力学和机制。此外，这些结果表明，单晶 Al 互连线电迁移引起失效的限速机制不是扩散，或者令人惊讶的是，Al 沿 Al/Al 3 Ti 界面的扩散率大约等于或低于 Al 沿 Al/AlO 界面的扩散率。还通过实验研究了 Cu 在单晶 Al 线中的扩散和电迁移特性。测试结构由平行线（5.0 μm 宽，0.4 μm 厚）组成，交替线终止于共用接触垫。铜被局部添加到所有线的相同区域，并通过分析 Cu 的浓度分布来表征温度和电流密度的影响
幻灯片——倒装芯片凸块电迁移可靠性的比较——铜柱、高铅、SnAg 和 SnPb 凸块
倒装芯片凸块电迁移可靠性比较（铜柱、高铅、锡银和锡铅凸块） 倒装芯片凸块电迁移可靠性比较（铜柱、高铅、锡银和锡铅凸块）
长度缩放对双...中电迁移的影响
通过对不同长度 (L) 的线路进行实验，在不同的电流密度 (j) 下施加应力，并使用技术上可行的三级结构，研究了双大马士革铜互连中的电迁移短长度效应。这项调查是对成熟的双大马士革铜工艺后短长度效应的完整研究。使用寿命测量和随时间变化的电阻衰减来描述这种现象。已经发现，随着电流密度-长度乘积的减小，对数正态分布的 sigma 会增加。临界体积的统计分布很好地符合 sigma 曲线。由于背应力引起的 TTF（失效时间）分散，较低的 jL 2 值显示较大的 sigma 值。提出了一个简化方程来分析特定温度下电流密度和线长的各种组合的实验数据。所得的阈值长度乘积 (jL) C 值似乎与温度有关，在 250-300 C 范围内随温度升高而降低。 2007 Elsevier Ltd. 保留所有权利。