- PII
- 10.31857/S0544126924030056-1
- DOI
- 10.31857/S0544126924030056
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 53 / Issue number 3
- Pages
- 232-242
- Abstract
- The theoretical model proposed earlier by the authors, which describes the interrelation of strength and electromigration (diffusion) properties of interfaces formed by joined materials, has been perfected and extended. Within the framework of the developed model, a linear relationship between the values of the work of reversible interface separation Wa and the activation energy of electromigration in the interface HEM was established. The coefficients of the obtained relation are estimated and compared with experimental data on the study of electromigration in a copper conductors covered with protective dielectrics. Using also the model developed earlier by the authors, which describes the dependence of the value on the concentrations of non-equilibrium lattice defects in the volumes of joined materials, a number of effects due to the influence of such defects on the processes caused by electromigration have been predicted and investigated. In the paper we obtained that by introducing non-equilibrium lattice defects in the volumes of bonded materials in the form of atomic impurities of interstition or substitution it is possible to effectively influence the characteristics of electromigration instability of the shape of the interlayer interface. For the introduction impurities, quantitative analytical estimates of the impurity concentration necessary for a significant change (both increase and decrease) in the characteristic rise time of the instability of the shape of the initially flat interface have been obtained.
- Keywords
- интерфейс электромиграция работа разделения решеточные дефекты адсорбция
- Date of publication
- 16.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 83
References
- 1. Валиев К.А., Гольдштейн Р.В., Житников Ю.В., Махвиладзе Т.М., Сарычев М.Е. Теория и моделирование нано- и микропроцессов разрушения тонкопленочных проводников и долговечность металлизации интегральных микросхем. Часть 1. Общая теория переноса вакансий, генерации механических напряжений и зарождения микрополостей при электромиграции. Деградация и разрушение многоуровневой металлизации // Микроэлектроника. 2009. Т. 38. № 6. С. 404—427.
- 2. Tio Castro D., Hoofman R.J.O., Michelon J., Gravesteijn D.J. Void growth modeling upоn electromigration stressing in narrow copper lines // J. Appl. Phys. 2007. V. l. No. 102. P. 123515.
- 3. Tu K.N. Recent advances on electromigration in very-large-scalt-integration of interconnects. J. Appl. Phys. 2003. V. 94. No. 9. P. 5451—5473.
- 4. Lane M.W., Liniger E.G., Lloyd J.R. Relationship between interfacial adhesion and electromigration in Cu metallization // J. Appl. Phys. 2003. V. 93. No. 3. P. 1417—1421.
- 5. Lloyd J.R., E.G., C.-K., R. Electromigration and adhesion // . 2005. V. 5. No. 1. Р. 113—118.
- 6. Махвиладзе Т.М., Сарычев М.Е. Влияние точечных дефектов на скорость электромиграции по границе соединенных материалов // Микроэлектроника. 2020. Т. 49. № 6. С. 450—458. DOI: 10.31857/S0544126920050051.
- 7. Махвиладзе Т.М., Сарычев М.Е. Влияние решеточных дефектов на электромиграционную неустойчивость границы соединенных проводящих материалов // Микроэлектроника. 2022. Т. 51. № 6. С. 443—451.
- 8. Гольдштейн Р.В., Махвиладзе Т.М., Сарычев М.Е. Влияние примесей на работу отрыва по границе соединенных материалов // Поверхность. 2009. № 12. С. 73—78.
- 9. Махвиладзе Т.М., Сарычев М.Е. Неустойчивость границ проводящих слоев элементов интегральных схем под действием электрического тока и механических напряжений // Физ. мезомеханика. 2022. Т. 25. № 1. С. 26—34. DOI: 10.55652/1683-805X_2022_25_1_26.
- 10. Займан Дж. Принципы теории твердого тела. М.: Физматлит, 1988. 416 с.
- 11. Bernasconi R., Magagnin L. Ruthenium as diffusion barrier layer in electronic interconnects // J. Electrochem. Soc. 2019. V. 166. No. 1. P. D3219—D3225.
- 12. Махвиладзе Т.М., Сарычев М.Е. Влияние точечных дефектов на возникновение электромиграции в проводнике с примесью // Микроэлектроника. 2021. Т. 50. № 5. C. 376—383.
- 13. Гольдштейн Р.В., Махвиладзе Т.М., Сарычев М.Е. Моделирование кинетики адсорбции решеточных дефектов границей соединенных материалов // Поверхность. 2011. № 8. С. 5—11.
- 14. Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский А.М. и др. Физические величины: Справочник / Под ред. И.С. Григорьева и Е.З. Мелихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 825 с.
