芯片上用于互连的金属铝是化学活泼金属,容易受到水汽的腐蚀。由于价Q1900C-1S3格便宜和容易大量生产,许多集成电路是用树脂包封的,然而水汽可以穿过树脂到达铝互连线处,通过带入的外部杂质或溶解在树脂中的杂质与金属铝作用,使铝互连线产生腐蚀。对集成电路来说,金属铝的腐蚀有两种机制:化学和电化学腐蚀。

   1.失效机理

   (1)化学腐蚀。当集成电路存放在高温高湿环境中时会产生铝的化学腐蚀。如果铝暴露在干燥空气中,会在表面形成一层A1203膜,从而避免化学腐蚀的产生。

   但是在有潮气存在时情况就不同了,这时候会产生Al⒆H)3,而Al⒆H)3既可溶于酸也可溶于碱。当有外部物质到达铝表面会产生化学反应。与酸性物质的有关反应:

   2Al+6HCl→2AlC13+3H2忄

   Al+3CroAlClR+3σ

   A1C13+3H20一A1(oH、+3HCl

   与碱性物质的有关反应:

   A1+NaoH+H20→NaA102+3泛H2忄

   Al+30H→A1(oH)3+3C^

   2AKOH、一A1203+3H20

   2Alof+2H+-÷A1203+H20

   通常,在芯片的表面有一层钝化膜保护芯片表面的铝,然而在引线键合处的 Pad部分,金属铝是暴露于表面的,化学腐蚀经常暴露在这些部位。图5.26所示是芯片上的Pad部分被腐蚀的情形。