通孔尺寸对铜互连应力迁移失效的影响

• 作者: 刘彬 吴振宇 李跃进 杨银堂 柴常春 汪家友
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 铜互连 应力迁移 应力诱生空洞 失效
• 年，卷（期）: 2008,（6）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:结构、热学和力学性质
• 页码范围: 3730-3734
• 页数: 5页
• 分类号: O3
• 字数: 3727字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.06.070

摘要

在200℃温度下进行了700h双层铜互连(M1/M2的应力迁移加速老化试验,结合有限元分析和聚焦离子束(focused-ion-beam,简称FIB)技术研究了通孔直径分别为500和350nm的铜互连应力诱生空洞失效现象,探讨了力诱生空洞的形成机理,并分析了通孔尺寸对铜互连应力迁移的影响.结果表明,M1互连应力和应力梯度在通孔底部边缘处达到极大值.应力梯度在应力诱生空洞成核过程中起主导作用,由张应力产生的过剩空位在应力梯度作用下沿Cu M1/SiN界面作扩散运动并在应力梯度极大值处成核生长成空洞.由于M1互连应力沿横向方向变化较快,因此应力诱生空洞的横向生长速率较大.当通孔直径增大时,互连应力和应力梯度值增大,并导致应力诱生空洞的生长速率上升.