基于丢失手缺陷的IC互连线失效评估新模型

在分析现有的集成路互连线失效评估模型的基础上,提出了一种考虑丢失物缺陷影响的IC互连接线电迁移损失新模型.在IC电路设计中,这种新模型可用于估计与丢失物缺陷及其它因素有关的IC互连线电迁移损失.     

基于丢失手缺陷的IC互连线失效评估新模型

在分析现有的集成路互连线失效评估模型的基础上,提出了一种考虑丢失物缺陷影响的IC互连接线电迁移损失新模型.在IC电路设计中,这种新模型可用于估计与丢失物缺陷及其它因素有关的IC互连线电迁移损失.     

电应力对Al/SnAgCu/Cu互连结构剪切强度及断裂模式的影响

连结构的剪切失效位置和失效模式,分析了两种不同应力条件下互连结构失效形貌间的差异,研究并确定了高电流应力导致的电迁移对Al/SnAgCu/Cu互连结构剪切强度及断裂模式的影响.结果表明:高温老化实验后,倒装凸点互连结构中出现Al金属/焊料界面的脆性开裂和凸点焊料的延展性断裂两种剪切断裂模式;高温高电流应力条件下老化后,...     

基于电-热-结构耦合模型的硅通孔热力瞬态响应

为了准确地预测硅通孔(TSV)在电-热-力三场耦合效应下的温度和应力分布情况。建立了TSV的热等效电路(TEC)模型,提取了TSV的热等效电路参数,推导了基于电热耦合效应的TSV温度瞬态响应方程,建立了结构应力的数学模型,研究了周期性方波加载条件下TSV的温度和应力分布,应用有限元软件COMSOL仿真分析了TSV的温度和应力与激励源频率、Si O2层的厚度及铜导体半径之间的关系。仿真结果表明:建立的TEC模型适用于TSV温度瞬态响应的预测,误差在5%以内,TSV的温度和应力对Si O2层的厚度非常敏感,可以通过适当减小铜导体半径来减小TSV的温度和应力,这将有助于TSV的设计及对其性能进行相应的预测。     

基于电-热-结构耦合模型的TSV热力瞬态响应

为了准确的预测硅通孔（TSV）在电-热-力三场耦合效应下的温度和应力分布情况。建立了TSV的热等效电路（TEC）模型,提取了TSV的热等效电路参数,推导了基于电热耦合效应的TSV温度瞬态响应方程,建立了结构应力的数学模型,研究了周期性方波加载条件下TSV 的温度和应力分布,应用有限元软件COMSOL仿真分析了TSV的温度和应力与激励源频率、SiO2层的厚度及铜导体半径之间的关系。仿真结果表明：建立的TEC模型适用于TSV温度瞬态响应的预测,误差在5%以内,TSV的温度和应力对SiO2层的厚度非常敏感,可以通过适当减小铜导体半径来减小TSV的温度和应力值,这将有助于TSV的设计及对其性能进行相应的预测。     

降温过程对Au_(24)Cu_(19)合金团簇结构变化影响

采用基于嵌入原子法的正则系综NVT分子动力学方法在原子尺度上计算了包含24个金原子和19个铜原子的Au24Cu19双金属团簇在急冷和连续降温过程中的结构演化.根据原子平均势能、主要原子键对数目以及原子堆积结构随温度的变化表明,随着温度的降低,团簇表现为铜原子在内,金原子和少量铜原子包覆在外的构型.在温度被降低到较高温度区间时,急冷降温过程中,键对数目呈高-低振荡变化;连续冷却过程中,键对数目则呈低-高振荡变化.在温度较低的区间,直至400 K,这两个冷却条件下的键对数目表现为同步变化.     

降温过程对Au24Cu19合金团簇结构变化影响

采用基于嵌入原子法的正则系综NVT分子动力学方法在原子尺度上计算了包含24个金原子和19个铜原子的Au24Cu19双金属团簇在急冷和连续降温过程中的结构演化.根据原子平均势能、主要原子键对数目以及原子堆积结构随温度的变化表明，随着温度的降低，团簇表现为铜原子在内，金原子和少量铜原子包覆在外的构型.在温度被降低到较高温度区间时，急冷降温过程中，键对数目呈高-低振荡变化；连续冷却过程中，键对数目则呈低-高振荡变化.在温度较低的区间，直至400K，这两个冷却条件下的键对数目表现为同步变化.     

无铅互连凸点电迁移失效的四探针测量

针对无铅互连电迁移失效这一高密度封装时面临的重要课题进行了研究.采用四探针法分别监测了电流密度为1.5×104 A/cm2和2.2×104 A/cm2时Sn3.5Ag0.5Cu互连凸点上电压的变化,发现电流密度为2.2×104 A/cm2时凸点的平均电阻变化率超过电迁移失效的临界值10 %,分析了其微观结构的扫描电镜照片,所提出的发生电迁移失效的电流密度值为凸点设计提供十分有用的数据.对无铅互连凸点的电迁移失效过程和四探针测量法的测量误差进行了分析,提出了采用四凸点结构提高测量精度的改进措施.     

密度泛函理论研究S2FH的构型及其异构化反应

采用量子化学中的密度泛函理论B3LYP方法,在AUG cc PVQZ水平上全优化得到了FSSH线型和SSFH 分叉型2种异构体的平衡结构.对可能发生的分子内原子迁移过程的过渡态进行了考察,并进行了振动分析和内 禀反应坐标(IRC)的计算,证实了过渡态的正确性.计算结果表明,线型的FSSH为稳定构型.同时,采用统计热 力学及过渡态理论,研究了2种平衡结构之间相互转化的热力学和动力学性质.根据计算结果,无论是F迁移还是 H迁移,分子内的原子迁移都需要较高的活化能,并且迁移速度较慢.     

铜互连技术

在集成电路中采用双镶嵌工艺制备互连线,铜作为互连线的材料具有低电阻率和较好的抗电迁移能力等优点,同时存在新的缺陷模式如沟槽缺陷、气泡缺陷、金属缺失等,目前的工作主要是该工艺的完善.     

Al－Si（1％）互连线电迁移失效研究

本文介绍了用测试结构做的Ａｌ－Ｓｉ（１％）互连线的电迁移加速寿命试验。加速温度为１７５℃，电流密度为１－３×１０６Ａ／ｃｍ２。观察到线条的不同几何因素（长、宽、厚），不同的溅射工艺和钝化层，以及氧化层台阶都对电迁移寿命有显著的影响。对实验结果作了初步的分析和讨论。     

超大规模集成电路金属互连线的电迁移过程指示参量研究

通过实验研究阶段全面描述金属互连电迁移过程的参量集合，发现了电阻和金属薄膜电阻的低频涨落在金融互连电迁移演化过程中的变化规律，实验结果表明，将电阻与金属薄膜电阻的低频涨落点功率谱幅值及频率指数3个指示参数相结合，可以明确指示和区分电迁移过程中材料的空位扩散，空洞成核和空洞长大3个微观结构变化的阶段，上述3个参量作为一个集合才能够全面表征金属薄膜电迁移退化的过程，在此基础上可望发展新的超大规模集成电路（VLSI）电迁移可靠性评估技术。     

《西安交通大学学报》2002年无线电电子学、电信技术类论文目录(一)

篇名 (期号 /页码 )　　 (1)伪火花放电开关的实验研究 (12 / 12 2 7)　　 (2 )热激励微梁谐振器的温度分布和谐振振幅 (6 / 5 92 )　　 (3)单晶硅晶圆晶向的精确标定方法 (5 / 5 2 8)　　 (4)超大规模集成电路金属互连线的电迁移过程指示参量研究 (10 / 10 6 2 )　　 (5 )等静压和温度作用下Ｐｂ(Ｚｒ ,Ｓｎ ,Ｔｉ)Ｏ3陶瓷的介电性能研究 (10 / 10 0 4 )　　 (6 )热激励微悬臂梁谐振器品质因数研究 (4/ 377)　　 (7)巴特沃斯小波构造与应用研究 (7/ 713)　　 (8)反铁电爆电换能电源研究 (6 / 5 84 )　　 (9)消除彩色ＰＤＰ运动图像动态假轮…     

变渣皮厚度条件下铜冷却壁应力分布规律及挂渣稳定性

根据热弹性力学理论,建立了渣皮厚度可变的铜冷却壁热-力耦合应力场分布计算模型,从铜冷却壁本体和炉渣-镶砖界面应力分布的角度分析了煤气温度、冷却制度、镶砖材质和炉渣性质等因素对铜冷却壁寿命及挂渣稳定性的影响规律.计算结果表明:煤气温度的升高使铜冷却壁本体应力线性升高,同时挂渣稳定性减弱;铜冷却壁本体应力值及挂渣稳定性均随渣皮厚度增加而呈现先下降后上升的趋势,实际生产中渣皮厚度应维持在30~60 mm之间;冷却水流速的增大会导致铜冷却壁本体应力值小幅上升,但可使挂渣稳定性增强;冷却水温的提升可小幅降低冷却壁本体应力,但会显著降低挂渣稳定性;镶砖热导率的提升和炉渣热膨胀系数的减小均有利于降低铜冷却壁本体应力并增强挂渣稳定性.     

用于高功率半导体激光器列阵散热的微通道热沉的研制

理论分析了微通道热沉的热阻的组成,采用微机械加工技术和铜直接粘接技术(DBC)制作了冷却大功率半导体激光器列阵的5层结构的无氧铜微通道热沉;通过测试,用其封装的808 nm线阵二极管激光器准连续输出功率达38.5 W,无氧铜微通道热沉热阻为0.645℃/W,热沉的表面温度均匀性好,能有效散热,满足散热要求.     

多次紧急制动工况下的鼓式制动器热-结构耦合分析

针对汽车鼓式制动器在制动过程中的开裂失效问题,基于运动学、动力学、摩擦学与热-结构耦合的综合分析技术及实验技术,建立了三维瞬态热-结构耦合理论模型及有限元模型;分析多次紧急制动工况下制动鼓温度场和应力场在径向、周向、轴向的分布特征,得到了结构场与温度场的耦合作用结果 ;分析了温度、应力应变、压力三者间的相互耦合作用规律.结果表明:制动鼓的开裂失效主要处于温升大的区域,是由热应力引起的热疲劳失效,且由于周向压应力比径向和轴向压应力大,从而导致制动鼓的裂纹方向均为沿轴向伸展.     

单片集成微传感器中多层耐熔金属硅化物互连

在微传感器系统中,采用多层耐熔金属硅化物互连工艺,克服微传感器与IC芯片单片集成时,铝连线不能承受微传感器制造过程中要求的退火高温,而且此互连结构能在标准CMOS工艺线上加工,降低了制造成本.经流片验证,此互连结构具有台阶覆盖能力强、热稳定性好、电阻率较低、易于干法刻蚀等特点,能满足大规模IC多层互连线要求.由它构成的大规模数模混合集成电路,在退火条件分别为500°C5、h,600°C、30 min,650°C5、min的实验后仍保持性能.以上退火条件符合基于铁电薄膜的微传感器系统单片集成的要求.     

增材-微锻造加工工艺应力场数值模拟研究

激光熔丝增材制造过程中,材料快热快冷的特点使熔覆层产生不利于表面强度的残余应力,而增材-微锻加工工艺可提高增材制件的加工质量,改善增材制件微观组织及力学性能缺陷.以TC4为研究对象,通过超声微锻造工具头与熔池保持一定的相对距离做进给运动,对材料表面进行高频次冲击与滚压,使熔覆层表面得到改善和强化.对增材-微锻加工工艺进行顺序热结构耦合数值模拟研究,分析加工过程中熔覆层应力场变化情况.研究表明:对尚未冷却的增材熔覆层表面进行超声微锻造,熔覆层由于热源加载产生的残余拉应力转化为较为有益的残余压应力,降低了熔覆层表层缺陷发生的概率.不同的超声振幅、进给速度以及锻造温度参数对残余压应力及法向变形量有较大影响.     

镍包覆铜复合粉末烧结体界面扩散行为研究

利用固相烧结法将镍包铜粉成功地制成了块状烧结体,通过SEM、XRD和EDS研究了烧结过程中镍包铜粉中界面的迁移情况.结果表明,随烧结温度升高,颗粒内原子扩散系数越大,烧结体界面迁移越容易,形成较大的晶粒,同时界面组织也比较均匀.在扩散过程中,由于镍的扩散系数比铜大,镍层扩散进入铜形成了铜镍固溶体,界面呈现单向迁移.     

大型LNG储罐在温度应力作用下热角保护厚度的计算

首先介绍了储罐隔热层的构造.通过理论推导,给出了隔热层、热角保护及外墙温度分布的计算公式.在此基础上,得出外墙温度应力的计算公式,并给出热保护角厚度设计的控制方程.最后对一工程实例进行分析,应用ADINA有限元软件,建立隔热层及外墙温度场计算模型,并进行热-结构耦合计算外墙温度应力.验证了公式的正确性.结果表明在内罐泄漏状态下,外墙温度应力很大,说明热保护角厚度的设计意义重大.