超高压BCD工艺中多晶硅电阻的可靠性分析及实现

多晶硅电阻由于其独特的温度特性及电迁移效应,阻值受温度和电流的影响很大,针对应用于超高压BCD工艺中的多晶硅电阻,其可靠性需进行特别分析和设计。通过对0.18μm 700 V BCD工艺中不同掺杂浓度多晶硅电阻的测试与分析,结合多晶硅结构、导电机制、焦耳热效应及电迁移理论,分析了焦耳热和电迁移对多晶硅电阻的影响,并实现了高压BCD工艺中高可靠性的多晶硅电阻。     

毛刷电接触对的接触电阻研究

基于R.holm电接触理论建立了毛刷电接触对的接触电阻模型。采用有限元仿真确定了毛刷电接触对在插拔过程中只有弹性变形,并得到了接触电阻模型中的M值为1/2,进行了毛刷电接触对不同插拔深度上的接触电阻试验,通过试验数据拟合确定了毛刷电接触接触电阻模型中的K值为248。进行了毛刷、麻花针、线簧孔接触对在不同插拔深度的接触电阻对比试验,得到了毛刷电接触插拔深度的最优范围为2~2.2 mm,进行了毛刷电接触在2~2.2mm插拔深度时接触电阻寿命试验,基于接触电阻寿命曲线提出了预插拔工艺以提高接触电阻及插拔力的稳定性。毛刷电接触接触电阻研究为毛刷电接触的扩展设计、制造提供了参考。     

电迁移与工艺相关的关系

针对金属化电迁移,进行了失效机理与工艺相关性的研究;确定了金属晶粒尺寸与金属化可靠性之间存在着直接关系.金属平均晶粒直径与金属电迁移寿命受金属化溅射工艺条件的影响完全一致.提出了平均晶粒直径作为能够表征金属化可靠性的特征工艺参数的概念和金属化可靠性在线评价方法.     

电迁移与工艺相关的关系

针对金属化电迁移 ,进行了失效机理与工艺相关性的研究 ;确定了金属晶粒尺寸与金属化可靠性之间存在着直接关系 .金属平均晶粒直径与金属电迁移寿命受金属化溅射工艺条件的影响完全一致 .提出了平均晶粒直径作为能够表征金属化可靠性的特征工艺参数的概念和金属化可靠性在线评价方法 .     

铝电解电容器用低压箔接触电阻超标分析

通过金相分析和铝箔铆接后的接触电阻对比,研究了铝箔的腐蚀形貌、铝箔表面粉状物、氧化膜厚度、引线质量、铆接工序控制等对接触电阻的影响。提出了降低接触电阻的几点建议:①采用多级变频复合腐蚀工艺,以得到“乔木状”的蚀孔。②改进处理工艺,减少粉状物的产生。③调整工艺控制条件,改善腐蚀形貌。     

一种基于0.5μm CMOS工艺圆片级可靠性评估方法

论文提出了0.5μm CMOS工艺圆片级可靠性(WLR)评估的方法,为工艺、电路可靠性提高和及时在线控制开拓了新思路。论文针对0.5μm工艺中金属电迁移以及器件热载流子等失效项,分别给出了相关内容的工艺物理机理、测试结构、测试方法和结果。测试得出单一电迁移失效、热载流子失效寿命可以达到1×109数量级(几十年),初步实现了工艺可靠性的在线监控。     

集成电路互连引线电迁移的研究进展

随着大规模集成电路的不断发展,电迁移引起的集成电路可靠性问题日益凸现.本文介绍了电迁移的基本理论,综述了集成电路互连引线电迁移的研究进展.研究表明,互连引线的尺寸、形状和微观组织结构对电迁移有重要影响;温度、电流密度、应力梯度、合金元素及工作电流模式等也对电迁移寿命有重要影响.同时指出了电迁移研究亟待解决的问题.     

弹片连接的弱力接触电阻测试与分析

弹片作为一种重要的电连接器,它的可靠性会直接影响设备的电性能。研究弹片电连接的规律和影响因素,对于提升设备性能并节约成本具有重要意义。本文通过软件仿真及实验测量,测试了在弱外加力(<2 N)的条件下,以弹片为代表的电连接部件,接触电阻阻值随着接触金属面材料的电阻率减小而减小,且随着外加力的增大而减小的规律。通过机械接触理论分析及计算,验证了接触电阻会受到材料的电阻率与外加力影响;对弹片的接触电阻产生机理给出了明确解释,能够更准确地判断弹片与不同接触界面产生接触电阻的大小关系。     

互连铝通孔电迁移特征及其可靠性研究

研究了超大规模集成电路铝互连系统中铝通孔的电迁移失效机理及其可靠性寿命评价技术.试验采用CMOS和BiCMOS两种工艺各3组的铝通孔样品,分别在三个温度、恒定电流的加速条件下试验,以通孔开路为电迁移失效判据,最后得到了在加速条件下互连铝通孔的电迁移寿命,其结果符合标准的威布尔分布,试验准确可行.通过电迁移模型对试验数据进行了拟合,得到了激活能、电流加速因子和温度加速因子,计算出了正常工作条件下通孔电迁移的寿命,完成了对铝通孔电迁移的研究和寿命评价.     

几种电迁移（Electro migration）寿命评估方法的探讨

电迁移失效是影响大规模电路可靠性的一个重要因素，通过电迁移的可靠性实验可以评估它的寿命。本文介绍了三种不同的评估方法，比较了它们的优缺点和近似条件，并用实例比较了相应的评估结果，使读者在评估电路电迁移寿命或进行电迁移实验时对三种方法有一个正确的选择。     

先进封装铜-铜直接键合技术的研究进展

在后摩尔时代,先进三维封装技术成为实现电子产品集成化、小型化的重要出路。应用于封装互连的传统无铅锡基钎料由于存在金属间化合物脆性、电迁移失效、制备工艺限制等问题,已不再适用于窄间距、小尺寸的封装。金属铜的电阻率低、抗电迁移性能好,其工艺制备尺寸可减小到微米级且无坍塌现象。铜-铜（Cu-Cu）直接互连结构可以实现精密制备以及在高电流密度下服役。对Cu-Cu键合材料的选择、键合工艺的特点及服役可靠性的相关研究进展进行了总结。     

基于自动建模方法的互连可靠性分析

金属互连线中的电迁移现象是导致互连线失效的主要原因,影响电迁移(EM)的因素有温度、电流、材料特性和互连线的几何尺寸等。采用有限元分析方法,探究导致电迁移的这些因素的工作机制,以及这些机制之间的相互影响,并且采用原子通量散度(AFD)来衡量电迁移的大小。使用先进的自动建模并仿真的方法,得到互连线的材料属性、几何尺寸、电流密度,以及外界环境温度与AFD的关系,通过AFD的变化规律分析互连线的可靠性。结果表明,温度升高、电流增大、尺寸减小,都会降低互连线的可靠性。     

40nm节点高深宽比接触孔刻蚀电性能稳定性改善

随着工艺节点减小,对高深宽比接触孔形貌和关键尺寸的精准控制变得愈加困难。基于40 nm逻辑器件量产数据,研究了高深宽比接触孔刻蚀工艺参数和刻蚀设备内部耗材的磨损对器件电性能稳定性的影响,并提出了工艺改进方案。通过减小SiO_2厚度,减小接触孔深宽比,从而改善孔内聚合物在孔底部沉积的问题;通过优化刻蚀工艺参数提高SiN/SiO_2刻蚀选择比,保持刻蚀后SiO_2的厚度与改进前工艺相同。测试结果表明,工艺改进后接触孔底部关键尺寸稳定性提升36%,接触电阻稳定性提升20%。通过工艺改进提高了电参数稳定性,对40 nm工艺节点逻辑器件产品良率提升起到了关键作用。     

难熔金属及硅化物薄膜特性研究

对难熔金属及其硅化物的形成、特性进行了研究。采用溅射难熔金属、热硅化反应的方法，解决了ＶＬＳＩ工艺中由于ＭＯＳ电路图形尺寸缩小带来的栅电阻增大的问题；采用硅化物阻挡层和Ａ１多层金属布线方法，解决了欧姆接触和铝的电迁移问题。     

触点初始接触电阻的分布特征与寿命相关性研究

为实现用初始信息来预测继电器产品的寿命,在继电器电寿命试验的基础上,提出用核概率密度估计法和多项式拟合法对触点初始接触电阻的分布特征进行分析,并研究了初始接触电阻与寿命的相关性。研究结果表明:各个继电器初始接触电阻的变化趋势不同,起伏不定。当初始接触电阻连续出现大电阻值后,即使接触电阻随后重新回到正常值,继电器仍会很快发生失效,寿命较短;继电器初始接触电阻拟合曲线的最大值与寿命之间呈现近似线性关系。     

圆片测试中探针接触电阻的影响与改善方法

介绍了影响探针接触电阻的几个因素,探讨了在测试过程中探针表面的变化以及接触电阻变大的原因、接触电阻对测试的影响。提出了几种控制接触电阻的办法,从材料、探针卡制作方面控制接触电阻的产生,在测试生产过程中通过定期清针、吹氮气等方式减少针尖损耗并减小接触电阻,在测试技术上采用双针开尔文连接和其他一些优化方式避免接触电阻对电参数测试的影响。通过以上方式有效提高了测试准确性和测试过程的顺畅性。     

过腐蚀自对准离子注入法制备SiGe HBT

用过腐蚀自对准离子注入工艺制备SiGe/Si异质结双极型晶体管,过腐蚀湿法腐蚀的横向钻蚀,为自对准离子注入提供了技术保障.对外基区的离子注入既减小了外基区的串联电阻,又有利于欧姆接触的制备,提高了器件的工艺成品率.     

过腐蚀自对准离子注入法制备SiGe HBT

用过腐蚀自对准离子注入工艺制备SiGe/Si异质结双极型晶体管,过腐蚀湿法腐蚀的横向钻蚀,为自对准离子注入提供了技术保障.对外基区的离子注入既减小了外基区的串联电阻,又有利于欧姆接触的制备,提高了器件的工艺成品率.     

无铅钎料电迁移可靠性研究进展

随着电子器件焊点尺寸及其间距的日趋减小,电流密度急剧增加,从而引发的电迁移可靠性问题更加显著。电迁移效应的发生,使得在阴极附近出现裂纹和孔洞,在阳极则产生小丘或堆积,从而导致电路短路或断路。介绍了近年来国内外关于无铅钎料合金包括SnAgCu、SnAg、SnZn和SnBi等电迁移研究,对实验的结果、特征及其方案进行了综述和评论。     

基于热力收缩线特征的电接触载荷衰减状态在线评估方法

提出了一种基于红外特征的在役飞机电接触可靠性在线评估方法。在役飞机长期的振动、腐蚀、高温等环境负荷冲击导致电接触载体表面状况恶化，其程度往往难以定量评估。通过模型机理分析发现，斑点化特征引起接触电阻等可靠性指标下降。然后针对某型电接触载体施加一定的扭矩载荷谱，实时获取电接触部位的“热”信息。在低载荷、临近额定载荷状态下，随载荷状态变化而出现的斑点化特征较为明显。由此认为，将热力收缩线区域最高温度、等温线密集程度、连通区域面积及边界模糊化程度等作为表征指标，能够反映电接触表面施加机械载荷状态的实际衰减程度。因此，该方法可用作在役飞机接触电阻恶化程度的有效评估方法。