铝膜的电迁移是影响集成电路薄膜互连可靠性的主要失效机理,由于设计规则的限制和电流密度的增大, M0280RJ250要获得高可靠性的金属化就必须考虑电迁移引起的失效。电迁移现象是运动中的电子与金属原子相互交换动量的结果,因此铝原子在与电子流运动方向相同的方向迁移,当温度小于0.5倍的熔化温度时,由于晶粒边界扩散较高,晶粒边界扩散将起主要作用;当温度超过0.5倍的熔化温度时,晶格扩散在原子迁移中将起主要作用。

   集成电路中的铝基金属化,当硅熔进覆盖的铝膜,在连接孔退火时铝会穿过连接窗,形成最主要的可靠性问题,这种现象在文献中常被称为铝膜尖峰或连接坑。熔进铝膜的硅在硅片的温度下降后会析出,或者在氧化条上形成小岛,或者作为连接窗的外延硅,从而导致有效接触面积减少,接触电阻增大,甚至阻塞整个连接处。

   影响电迁移电阻的主要因素有金属薄膜的结构(包括晶粒大小及分布、晶粒的质量)、合金效应、难熔工艺过程、形貌的好坏、钝化层、薄膜尺寸。为了保证金属化有好的抗电迁移性能,必须优化相关的工艺参数,遵守设计规则。