• 제목/요약/키워드: electromigration

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Electromigration in Molten-phase Ge2Sb2Te5 and Effects of Doping on Atomic Migration Rate

  • Joo, Young-Chang;Yang, Tae-Youl;Cho, Ju-Young;Park, Yong-Jin
    • 한국세라믹학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.43-47
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    • 2012
  • Electromigration in molten $Ge_2Sb_2Te_5$ (GST) was characterized using pulsed DC stress to an isolated line structure. When an electrical pulse was applied to the GST, GST lines were melted by Joule heating, and Ge and Sb atoms migrate to the cathode, whereas Te atoms migrate to the anode. This elemental separation in the molten GST was caused by an electrostatic force-induced electromigration. The effects of O-, N-, and Bi-doping on the electromigration were also investigated, and atomic mobility changes by the doping were investigated by quantifying $DZ^*$ values. The Bi -doping did not affect the $DZ^*$ values of the constituent atoms in the molten GST, but the D$DZ^*$ values decreased by O-doping and N-doping.

Joule열이 Sn-3.5Ag 플립칩 솔더범프의 Electromigration 거동에 미치는 영향 (Effect of Joule Heating on Electromigration Characteristics of Sn-3.5Ag Flip Chip Solder Bump)

  • 이장희;양승택;서민석;정관호;변광유;박영배
    • 한국재료학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.91-95
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    • 2007
  • Electromigration characteristics of Sn-3.5Ag flip chip solder bump were analyzed using flip chip packages which consisted of Si chip substrate and electroplated Cu under bump metallurgy. Electromigration test temperatures and current densities peformed were $140{\sim}175^{\circ}C\;and\;6{\sim}9{\times}10^4A/cm^2$ respectively. Mean time to failure of solder bump decreased as the temperature and current density increased. The activation energy and current density exponent were found to be 1.63 eV and 4.6, respectively. The activation energy and current density exponent have very high value because of high Joule heating. Evolution of Cu-Sn intermetallic compound was also investigated with respect to current density conditions.

SnAgCu 솔더 라인의 Electromigration특성 분석 (Electromigration Behaviors of Lead-free SnAgCu Solder Lines)

  • 고민구;윤민승;김빛나;주영창;김오한;박영배
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제12권4호통권37호
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    • pp.307-313
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    • 2005
  • 선형구조의 시편을 사용하여 Sn96.5Ag3.0Cu0.5의 electromigration 특성을 살펴보고 공정 조성의 SnPb의 electromigration특성과 비교, 분석하였다. SnAgCu의 electromigration에 관한 특성 중 시간에 따른 물질의 이동 양상과 여러 가지 electromigration 매개변수 (활성화 에너지, 임계 전류밀도, 확산계수와 유효전하수의 곱)을 살펴보았다. 임계 전류 밀도는 $140^{\circ}C$에서 $2.38{\times}10^4A/cm^2$ 이고 이 값은 $140^{\circ}C$에서 electromigration에 의한 물질 이동이 발생하지 않는 최대 전류 밀도를 나타낸다. 활성화 에너지는 $110-160^{\circ}C$ 온도 범위에서 0.56 eV가 측정되었다. DZ$\ast$의 값은 $110^{\circ}C$에서 $3.12{\times}10^{-10}\;cm^2/s$, $125^{\circ}C$에서 $4.66{\times}10^{-10}\;cm^2/s$, $140^{\circ}C$에서 $8.76{\times}10^{-10}\;cm^2/s$, $160^{\circ}C$에서 $2.14{\times}10^{-9}cm^2/s$ 이었다. 그리고 SnAgCu와 공정 조성의 SnPb 물질의 electromigration 거동 특징은 크게 다른데, SnPb의 경우 음극에서 보이드(void) 형성이 발생하기 전에 잠복 시간이 존재하고 SnAgCu의 경우 잠복 시간이 존재하지 않는다는 점이다. 이는 각 원소들의 확산 기구(diffusion mechanism)의 차이에 기인한 것이라 생각된다.

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MOCVD 방식으로 증착한 Cu 박막의 Electromigration 특성 (Characteristics of electromigration in Cu thin films deposited by MOCVD method)

  • 이정환;이원석;이종현;최시영
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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    • pp.279-282
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    • 1999
  • Acceleration in integration density and speed performance of ULSI circuits require miniaturization of CMOS and interconnections as well as higher current density capabilities for transistors. A leading candidate to substitute A1-alloy is Cu, which has lower resistivity and higher melting point. So we can expect much higher electromigration resistance. In this paper, we are going to explain the major features of EM for MOCVD Cu according to variant conditions. We compared the life time and activation energy of MOCVD Cu with those of E-beam Cu and Al in The same conditions.

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절연보호막 처리된 AI-1% 박막배선의 Electromigration에 대한 길이 의존성 및 Cu 박막배선의 Electromigration 저항성 변화에 대한 연구 (A Study on the Dependence of Length for the Electromigration in the Dielectric Passivation Overlayered AI-1%Si Thin Film Interconnections and the Electromigration Resistance of Cu Thin Film Interconnetions)

  • 양인철;김진영
    • 한국진공학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.380-385
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    • 1995
  • AI-1%Si 박막배선에서 수명의 길이 의존성 및 EM에 대한 저항성을 절연보호막 및 온도에 대하여 관찰하였고 ICB증착된 Cu박막배선의 EM에 대한 저항성을 측정하여 진공 열증착된 Cu 박막배선과 비교하였다. 첫째, 절연보호막 처리된 AI-1%Si 박막배선에서 길이가 200$\mu$m에서 1200$\mu$m로 증가함에 따라 전류인가에 의한 평균 수명과 활성화에너지값이 감소하다가 임계길이서부터는 모두 포화되는 것으로 나타났다. 절연보호막 물질에 상관 없이 고온으로 갈수록 임계길이가 짧아지며 그것을 넘는 영역에서는 길에에 대한 의존성이 약해져 임계길이 이상을 갖는 박막배선인 경우 평균수명 및 활성화 에너지값은 길이보다 막특성에 의존하는 것으로 사료된다. 둘째, ICB 증착된 Cu 박막배선의 d.c.인가에 따른 평균 수명은 진공 열층착된 Cu 박막배선보다 길게 나왔으며 e.ectromigration에 대한 활성화 에너지값도 1.70eV로 1.33eV보다 높게 측정되어 EM에 대한 저항성이 증가한 것으로 나타났다.

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Analysis of Electromigration in Nanoscale CMOS Circuits

  • 김경기
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.19-24
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    • 2013
  • As CMOS technology is scaled down more aggressively, the reliability mechanism (or aging effect) caused by the diffusion of metal atoms along the conductor in the direction of the electron flow, also called electromigration (EM), has become a major reliability concern. With the present of EM, it is difficult to control the current flows of the MOSFET device and interconnect. In addition, nanoscale CMOS circuits suffer from increased gate leakage current and power consumption. In this paper, the EM effects on current of the nanoscale CMOS circuits are analyzed. Finally, this paper introduces an on-chip current measurement method providing lifetime electromigration management which are designed using 45-nm CMOS predictive technology model.