半导体工艺

金属布线应力迁移和电迁移

时间:2025-10-27 10:00 作者:小编 分享到:

    金属Al与Cu通常作为芯片金属布线层,Al由于晶粒尺寸大,更容易发生EM现象,因此通过在设计Al布线添加Cu,改善Al布线晶粒分布,弱化原子迁移效应。
应力迁移主要是是金属布线里边存在应力梯度,主要是由于绝缘层与金属CTE差异,导致金属受到机械挤压,晶格发生形变,金属原子可以从高应力区向低应力区迁移,造成电路高阻或者开路,温度对应力迁移有显著影响,会加速这一过程。

    电迁移主要容易发生在布线变径处,由于电流集聚,电子会携带原子在晶格界面发生移动,造成高阻或开路现象。因为金属成型晶粒越大发生电迁移效应越明显,可以通过掺杂其它金属元素或者改善工艺调节晶粒尺寸弱化这一影响。

    TSV结构,Hybrid bonding结构特别需要关注SM与EM现象发生。



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