Šta je fenomen migracije stresa?

Migracija stresa (SM)je uobičajena pojava kvara pouzdanosti u integriranim kolima. Odnosi se na fenomen u kojem se atomska migracija, lokalne šupljine ili pukotine javljaju zbog koncentracija naprezanja (kao što su neusklađeni koeficijenti toplinske ekspanzije) nakon proizvodnje ili inkapsulacije, što u konačnici dovodi do loma provodne staze ili abnormalnog povećanja otpora.

U stvarnom promatranju, na nekim metalnim žicama se može uočiti stvaranje šupljina bez primjene električne struje, a na nekim metalnim žicama može se uočiti stvaranje šupljina ili čak potpuno isključenje. Ovaj fenomen je migracija naprezanja, za koju se smatra da je rezultat oslobađanja od stresa samog metala.

0040-31980 GAS BOX EC WXZ

Uzroci i fizički mehanizmi

Migracija stresa je proces difuzije uzrokovan mehaničkim stresom. Mehaničko naprezanje je uzrokovano visoko{1}}temperaturnim procesnim koracima u procesu proizvodnje integriranih kola. Zbog različitih koeficijenata toplinskog širenja između metalnih i izolacijskih slojeva, ovi visokotemperaturni procesi unose veća naprezanja u metalni sloj (aluminij ili bakar).

Konkretno, bakar ima mnogo veći koeficijent termičke ekspanzije (oko 17 ppm/stepen) od niskog k medija ili silicijum dioksida (oko 0,5 ppm/stepen). Tokom temperaturnih promjena, bakar se više "rasteže", što dovodi do jakih mehaničkih naprezanja s okolnim medijem. Istovremeno, bakar generiše "ugrađeni-napon" tokom taloženja i hlađenja, a tokom vremena atomi bakra migriraju iz zona visokog-naprezanja u zone niskog-naprezanja podstaknute stresom kako bi se "dekomprimirali", što rezultira akumulacijom atomskih praznina u zoni visokog naprezanja.