具有侧面冗余的铜互连线的电迁移效应研究

发布时间：2017-11-25 19:19

  本文关键词：具有侧面冗余的铜互连线的电迁移效应研究

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【摘要】：芯片的可靠性决定了芯片的使用寿命。随着工艺节点的不断进步,互连线宽度持续减小,通过互连线的电流密度持续增大,电迁移效应越来越严重。传统的增加互连线宽度的电迁移修正方法会占用大量布线资源。而冗余结构能够通过占用少量的布线资源来显著提高电迁移抗性。传统的末端冗余结构超过关键长度后,不能进一步提高电迁移抗性。而有实验证明侧面冗余结构相比末端冗余结构,能更有效地提高电迁移抗性。因此侧面冗余结构对电迁移的影响需要进一步研究。本文基于铜互连线的阴极过孔结构,研究并对比了侧面冗余和末端冗余对该结构电迁移效应的影响。为了定量评估,本文提出了一种电迁移数值分析方法。具体包括基于ANSYS的耦合场有限元分析方法,基于内插法的数据点坐标映射方法,以及基于Matlab的温度与应力的梯度与散度求解方法。最终通过原子通量散度(Atomic Flux Divergence,AFD)的分布来分析侧面冗余对电迁移效应的影响。通过对具有侧面冗余的过孔结构的电迁移效应进行数值分析,本文解明了侧面冗余结构影响电迁移效应的物理机制。研究结果表明,侧面冗余结构能将过孔上方的最大AFD区域移到侧面冗余处,从而进一步降低了过孔上方区域的平均AFD,因此能突破末端冗余关键长度的限制,进一步提高电迁移抗性。其根本原因在于侧面冗余能够阻碍过孔上方区域应力的形成。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN405.97

【参考文献】

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1 张元祥;多物理场下金属微互连结构的电迁移失效及数值模拟研究[D];浙江工业大学;2011年

2 杜鸣;超深亚微米铜互连的失效机理与可靠性研究[D];西安电子科技大学;2010年

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本文编号：1227106