芯片上用于互連的金屬鋁是化學(xué)活潑金屬,容易受到水汽的腐蝕。由于價Q1900C-1S3格便宜和容易大量生產(chǎn),許多集成電路是用樹脂包封的,然而水汽可以穿過樹脂到達鋁互連線處,通過帶入的外部雜質(zhì)或溶解在樹脂中的雜質(zhì)與金屬鋁作用,使鋁互連線產(chǎn)生腐蝕。對集成電路來說,金屬鋁的腐蝕有兩種機制:化學(xué)和電化學(xué)腐蝕。

   1.失效機理

   (1)化學(xué)腐蝕。當集成電路存放在高溫高濕環(huán)境中時會產(chǎn)生鋁的化學(xué)腐蝕。如果鋁暴露在干燥空氣中,會在表面形成一層A1203膜,從而避免化學(xué)腐蝕的產(chǎn)生。

   但是在有潮氣存在時情況就不同了,這時候會產(chǎn)生Al⒆H)3,而Al⒆H)3既可溶于酸也可溶于堿。當有外部物質(zhì)到達鋁表面會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。與酸性物質(zhì)的有關(guān)反應(yīng):

   2Al+6HCl→2AlC13+3H2忄

   Al+3CroAlClR+3σ

   A1C13+3H20一A1(oH、+3HCl

   與堿性物質(zhì)的有關(guān)反應(yīng):

   A1+NaoH+H20→NaA102+3泛H2忄

   Al+30H→A1(oH)3+3C^

   2AKOH、一A1203+3H20

   2Alof+2H+-÷A1203+H20

   通常,在芯片的表面有一層鈍化膜保護芯片表面的鋁,然而在引線鍵合處的 Pad部分,金屬鋁是暴露于表面的,化學(xué)腐蝕經(jīng)常暴露在這些部位。圖5.26所示是芯片上的Pad部分被腐蝕的情形。