隨著工藝節(jié)點(diǎn)的不斷進(jìn)步,電遷移效應(yīng)已成為影響集成電路互連線可靠性最重要的問題之一。集成電路版圖中,由于電源地互連線網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)時(shí)間承載單一方向的大電流,這會(huì)在互連線末端產(chǎn)生應(yīng)力堆積,所以電源地互連線網(wǎng)絡(luò)跟信號(hào)線互連線相比更容易受電遷移的影響而產(chǎn)生失效�，F(xiàn)有的電遷移分析方法和模型都主要針對(duì)單個(gè)互連線結(jié)構(gòu),這與包含有許多互連線樹結(jié)構(gòu)的實(shí)際集成電路芯片不符。因此,如何確保分析模型的準(zhǔn)確性并且實(shí)現(xiàn)全芯片的電遷移分析是非常有必要的。本文應(yīng)用基于物理特性的流體靜應(yīng)力分析模型,對(duì)常見互連線結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元仿真并對(duì)應(yīng)力分布進(jìn)行了建模,將電遷移分析模型應(yīng)用到具體的數(shù)字集成電路版圖中進(jìn)行分析,并制定了基于冗余過孔技術(shù)的電遷移修正算法和腳本,最終設(shè)計(jì)出一種與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)流程兼容的電遷移修復(fù)方法。數(shù)據(jù)結(jié)果表明:通過引入冗余過孔結(jié)構(gòu)可以有效降低最大電流密度和溫度梯度,延緩空洞的生長(zhǎng),使得電阻變化較為緩慢,從而提高電遷移壽命。從1x1過孔增加到1x3過孔,過孔失效中值時(shí)間提高了52.14%;從1x3過孔增加到3x3過孔,過孔失效中值時(shí)間提高了14.04%。綜合考慮,1x3過孔在提高了電遷移抗性的前提下,所帶來(lái)的布線面積的增... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）集成電路中互連線線寬的變化趨勢(shì)

圖 3.8 互連線結(jié)構(gòu)中的電流密度分布云圖Fig.3.8 The distribution of current density in interconnect tree圖 3.9 電流密度沿著上層金屬表面的分布曲線Fig.3.9 Current Density distribution along the top interface遷移偏微分?jǐn)?shù)學(xué)求解場(chǎng)模型建立及分析A/m2

- 26 -圖 3.9 電流密度沿著上層金屬表面的分布曲線Fig.3.9 Current Density distribution along the top interface遷移偏微分?jǐn)?shù)學(xué)求解場(chǎng)模型建立及分析上一章節(jié)的仿真數(shù)據(jù)，這一章節(jié)就可以將電流密度分布數(shù)據(jù)作為載解。這一部分借助于 COMSOL 的偏微分求解模塊 PDE（partial diff，COMSOL 的數(shù)學(xué)模塊包含了一系列基于數(shù)學(xué)方程的求解模型以析模型，主要包括偏微分方程求解模塊、常微分方程和微分代數(shù)方程分方程等。其中經(jīng)典偏微分方程分為拉普拉斯方程、泊松方程、熱微分方程組包括系數(shù)型偏微分方程、一般形式偏微分方程、波偏微分方程。本文的基于物理特性的流體靜應(yīng)力分析模型是應(yīng)力關(guān)于導(dǎo)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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