在鋁制程中,寬的導 U.FLRSMTO1線(線寬遠大于晶粒的平均尺寸),EM以晶界遷移為主,當導線的線寬小于其晶粒的平均尺寸時,導線呈“竹節(jié)結構”(bamboo structure),界面遷移為主要機理。

   在銅制程中,Black模型仍然適用,但其遷移路徑和制程密切相關。   目前典型的銅制程中,銅的L表面有一層覆蓋層,其材質為氮化硅或碳化硅。在覆蓋層和銅金屬層結合得比較好的情況下,EM的主要遷移路徑為界面遷移,激活能比較高,其可靠性比較好;當覆蓋層和銅表面結合比較差時,其主要遷移路徑為表面遷移,激活能比較低,其可靠性壽命就很難滿足要求。

   電遷移的改善

   電遷移的故障主要囚為梯度(gradicnt)的產(chǎn)生,如電流密度、金屬溫度、金屬晶格的大小、機械應力。而改善的方式首先要減少梯度的發(fā)生:

   (1）減少梯度(gradicnt)的發(fā)生:改善均勻性,包括金屬層的厚度寬度側面刻蝕均勻度。

   (2)金屬晶格盡量大且一致。

   (3)好的金屬薄膜品質。

   (4)覆蓋層與金屬層結合良好。

   隨著集成電路特征尺寸縮小,導線尺寸也相應減小,導致EM性能惡化。低乃(介電常數(shù))材料的引人減小F熱傳導,即使保持相同的電流密度,導體的實際丁作溫度也會提高,從而進一步降低銅導線的EM可靠性。