2003 Fiscal Year Annual Research Report

超LSI信頼性確保を目的とした微細金属薄膜配線の高密度電子流による断線故障予測法

Research Project

Project/Area Number	15560058
Research Institution	Hirosaki University
Principal Investigator	笹川和彦弘前大学, 理工学部, 助教授 (50250676)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	坂真澄東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20158918)
Keywords	電子パッケージ / エレクトロマイグレーション / 金属薄膜配線 / 断線故障 / バンブー配線 / 保護膜 / 数直シミュレーション / 支配パラメータ
Research Abstract	本年度は初年度であり,以下の二項目の研究を実施して,保護膜で被覆されたバンブー配線のエレクトロマイグレーション(EM)損傷支配パラメータを特定した。 1.EM損傷支配パラメータの定式化(笹川・坂) 配線幅が非常に細く結晶の微細構造がバンブー構造の配線を対象とした。既に開発に成功している保護膜のない配線のEM損傷支配パラメータ式に,応力起因の原子拡散効果を組み込むことにより,保護膜で被覆されたバンブー配線のパラメータを新たに定式化した。配線幅が細い配線はその両端をビアと呼ばれる端子で接続された構造となっていることが多く,この場合配線陰極端が順次消失し,ドリフトするEM損傷モードを呈する。定式化したパラメータを配線端に適用することによりドリフト速度を表示し,これによる計算値が実験により計測したドリフト速度と等しくなるようにパラメータ式中の物性定数を決定する,簡易的で高精度な配線物性諸定数の実験的導出方法を開発した。 2.パラメータの実験検証(笹川・坂) 保護膜を有するサブミクロンオーダー幅のアルミ・バンブー配線に,集積回路通電用プローバを用いて一定時間通電を行うEM加速実験を行った。通電の前後で配線の陰極端部をレーザー顕微鏡にて観察を行い,陰極端の移動距離を計測した。一方,通電中の配線両端の電位差を計測し,通電開始から損傷が始まり電位差が増加しだすまでの,いわゆる潜伏期間を求め,通電時間から差し引くことにより正味の通電時間を求めた。陰極端の移動距離を正味の通電時間で除すことにより,ドリフト速度を求めた。項目1.で開発した配線物性定数の導出法に,得られたドリフト速度を入力して諸定数を求めたところ,得られた定数の値はいずれも妥当であると考えられた。よってこれにより,新たに定式化された保護膜被覆バンブー配線のEM損傷支配パラメータの有効性を検証することができた。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] M.Hasegawa, K.Sasagawa, M.Saka, H.Abe: "Expression of a Governing Parameter for Electromigration Damage on Metal Line Ends"Proc. of InterPACK '03, The Pacific Rim/ASME Int. Electronic Packaging Technical Conference & Exhibition. (CD-ROM). IPack2003-35064 (2003)
[Publications] K.Sasagawa, M.Haseawa, M.Saka, H.Abe: "Prediction of Electromigration Failure in Passivated Polycrystalline Line Considering Passivation Thickness"Proc. of InterPACK '03, The Pacific Rim/ASME Int. Electronic Packaging Technical Conference & Exhibition. (CD-ROM). IPack2003-35065 (2003)
[Publications] 長谷川昌孝, 笹川和彦, 坂真澄: "配線端部におけるエレクトロマイグレーション損傷の支配パラメータ"日本機械学会2003年度年次大会講演論文集. VolVI・No.03-1. 239-240 (2003)
[Publications] 笹川和彦, 長谷川昌孝, 吉田直樹, 坂真澄: "保護膜厚さを考慮した集積回路配線の断線故障予測法"日本材料学会第11回破壊力学シンポジウム講演論文集. 127-132 (2003)
[Publications] 長谷川昌孝, 笹川和彦, 渡邊祥達, 宇野茂雄, 坂真澄: "配線端部におけるエレクトロマイグレーション損傷支配パラメータを用いた配線物性値の導出"日本機械学会第16回計算力学講演会講演論文集. No.03-02. 665-666 (2003)
[Publications] 長谷川昌孝, 笹川和彦, 宇野茂雄, 坂真澄: "配線端部のドリフト速度計測に基づいた金属薄膜配線物性値の導出"日本金属学会第2回東北支部大会講演論文集. 10-11 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

超LSI信頼性確保を目的とした微細金属薄膜配線の高密度電子流による断線故障予測法

Principal Investigator

笹川 和彦 弘前大学, 理工学部, 助教授 (50250676)

Research Products

[Publications] M.Hasegawa, K.Sasagawa, M.Saka, H.Abe: "Expression of a Governing Parameter for Electromigration Damage on Metal Line Ends"Proc. of InterPACK '03, The Pacific Rim/ASME Int. Electronic Packaging Technical Conference & Exhibition. (CD-ROM). IPack2003-35064 (2003)

[Publications] 長谷川昌孝, 笹川和彦, 坂 真澄: "配線端部におけるエレクトロマイグレーション損傷の支配パラメータ"日本機械学会2003年度年次大会講演論文集. VolVI・No.03-1. 239-240 (2003)

[Publications] 笹川和彦, 長谷川昌孝, 吉田直樹, 坂 真澄: "保護膜厚さを考慮した集積回路配線の断線故障予測法"日本材料学会第11回破壊力学シンポジウム講演論文集. 127-132 (2003)

[Publications] 長谷川昌孝, 笹川和彦, 宇野茂雄, 坂 真澄: "配線端部のドリフト速度計測に基づいた金属薄膜配線物性値の導出"日本金属学会第2回東北支部大会講演論文集. 10-11 (2003)

笹川和彦弘前大学, 理工学部, 助教授 (50250676)

[Publications] 長谷川昌孝, 笹川和彦, 坂真澄: "配線端部におけるエレクトロマイグレーション損傷の支配パラメータ"日本機械学会2003年度年次大会講演論文集. VolVI・No.03-1. 239-240 (2003)

[Publications] 笹川和彦, 長谷川昌孝, 吉田直樹, 坂真澄: "保護膜厚さを考慮した集積回路配線の断線故障予測法"日本材料学会第11回破壊力学シンポジウム講演論文集. 127-132 (2003)

[Publications] 長谷川昌孝, 笹川和彦, 宇野茂雄, 坂真澄: "配線端部のドリフト速度計測に基づいた金属薄膜配線物性値の導出"日本金属学会第2回東北支部大会講演論文集. 10-11 (2003)