微电子器件金属化系统失效的电子显微分析

【作者】 吉元； 徐学东； 张炜； 程尧海； 李学信；

【机构】 北京工业大学显微分析中心； 北京工业大学半导体器可靠性物理研究室；

【摘要】 <正> 随着微电子器件向着超高频,超高速和高集成度化方向发展,电徒动引起的器件金属化系统失效问题变得日益突出。所谓电徒动是指高电流密度作用下,金属导体中发生质量输运的现象。电徒动使器件的内部金属化系统条状铝薄膜上出现小丘。晶须（质量堆积）和空洞（质量耗尽）现象,造成短路和开路失效。本文叙述了AL-Cu金属化系统电徒动寿命的测试和电镜分析。从实验获得了在300C.氮气环境中,高电流密度(0.6×10⁶和1.2×10⁶A.cm^-2作用下的Al-Cu薄膜电阻随时间的变化率,并计算了薄膜中值电徒动失效前的时间。用SEM和TEM观察和分析了钝化层覆盖效应,电流应力和晶粒结构等因素对更多还原