Везде
Kinetics of electromigration mass transfer in micro- and nanoelectronics interface elements depending on the strength of thin-film junctions
Table of contents
Annotation Estimate Publication content
References Comments
Share
QR
Metrics
Kinetics of electromigration mass transfer in micro- and nanoelectronics interface elements depending on the strength of thin-film junctions
Annotation
PII
S0544126924030056-1
Publication type
Article
Status
Published
Authors
T. M. Makhviladze 
Affiliation: Valiev Institute of Physics and Technology of Russian Academy of Sciences National Research Center “Kurchatov Institute”
M. E. Sarychev
Affiliation: Valiev Institute of Physics and Technology of Russian Academy of Sciences National Research Center “Kurchatov Institute”
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
Acknowledgment
The work was performed within the framework of the State Assignment of the K.A. Valiev Institute of Physics and Technology of the Russian Academy of Sciences “Kurchatov Institute” on the topic No. FFNN-2022-0019 “Fundamental and exploratory research in the field of creating a promising element base of nanoelectronics and its key technologies”.
Received
27.10.2024
Number of purchasers
0
Views
22
Readers community rating
0.0 (0 votes)
Cite   Download pdf

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.

Comments

No posts found

Write a review
Translate