By this author

Kinetics of electromigration mass transfer in micro- and nanoelectronics interface elements depending on the strength of thin-film junctions

Issue number 3 from 01.03.2024

В работе проведено усовершенствование и расширение области применения предложенной ранее авторами теоретической модели, которая описывает взаимосвязь прочностных и электромиграционных (диффузионных) свойств интерфейсов, образованных соединенными материалами. В рамках развитой модели установлено линейное соотношение между величинами работы обратимого разделения интерфейса W_a и энергии активации электромиграции H_EM в интерфейсе. Выполнены оценки и проведено сравнение коэффициентов полученного соотношения с данными экспериментов по исследованию электромиграции в медном проводнике, покрытом защитным диэлектриком. Используя также развитую ранее авторами модель, которая описывает зависимость величины W_a от концентраций неравновесных решеточных дефектов, имеющихся в объемах соединенных материалов, предсказан и исследован ряд эффектов, обусловленных влиянием такого рода дефектов на процессы, вызванные электромиграцией. В работе показано, что путем введения в объемы соединенных материалов неравновесных решеточных дефектов в виде атомарных примесей внедрения или замещения можно эффективно влиять на характеристики электромиграционной неустойчивости формы межслойной границы. Для примесей внедрения выполнены количественные аналитические оценки концентрации примесей, необходимой для значительного изменения (как увеличения, так и уменьшения) характерного времени нарастания неустойчивости формы изначально плоского интерфейса.

153 0

Simulation of the Effect of Lattice Defects on the Work of Separating Joined Materials

Issue number 5 from 01.05.2023

С целью исследования прочностной надежности межсоединений развита обобщенная модель для количественной оценки влияния неравновесных точечных кристаллических дефектов на величину работы обратимого разделения соединенных материалов по границе (интерфейсу) их соединения, обобщающая подход, предложенный ранее авторами к описанию механизма адсорбции дефектов в интерфейсную область. Разработанная модель позволяет не ограничиваться ситуацией, когда дефекты каждого из контактирующих материалов распределяются в границе независимо, по своим подрешеткам, а учитывать также и переходы дефектов между этими подрешетками, что существенно расширяет возможности применения полученных теоретических результатов. Сформулирована соответствующая система уравнений, позволяющая найти и исследовать величину работы обратимого разделения как функцию концентраций дефектов в объемах материалов. В случае, когда дефектами являются атомы примеси внедрения, аналитическими методами детально исследован вопрос о величине критических концентраций примесей, при которых работа обратимого разделения обращается в нуль и соединение материалов становится термодинамически неустойчивым; выяснена роль переходов дефектов между подрешетками, в которых дефекты локализуются в интерфейсе. Выполнены оценки концентраций примеси, при которых может реализоваться эффект неустойчивости интерфейса, существенным образом влияя на характеристики надежности межсоединений.

83 0