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   以硅基为材料的微电子器件中，Si02层怍为一种介质膜是使用得很广泛的，而铝经常用作互连线的材料，Si02与铝在高温时将发生化学反应：这使Al层变薄，若Si0。层因反应消耗而穿透，造成铝、硅直接接触，这是一种潜在的失效机构。尤其对功率器件，结温度高，易产生热斑，热斑处Al-S102反应而造成PN结短路。解决措施是：

   在高温、高的温度梯度和高电流密度区，铝一硅界面可发生铝的电热迁移。这种迁移通 常沿PN结在Si-S102界面处的硅表面进行，其温度梯度最大、热阻最小、路径最短处呈丝 状渗入，形成通道；也可纵向进行，硅不断向铝中扩散，远离界面向铝表面迁移，同肘在 硅中留下大量空位，加剧Al-Si接触孔处铝在硅中的电热迁移，使铝进入硅后的渗透坑变深变粗，形成合金钉，严重时可穿越PN结使之短路。顺便指出：对于金，由于其与硅的 共晶点温度仅为377℃，当温度大于325℃时金的电热迁移比铝更快，器件更易失效。所 以，一般情况下，不能使金膜与硅直接接触，中间必须加阻挡层。版图设计时考虑使热分布均匀，并加强散热，降低热阻；

   采用诸如Si02 -Al2 03 -S102或S13 N4 -S102之类的复合钝化层；用双层金属（如Ti-Al、W-Al等）代替单一铝互连线。

   铝在硅中几乎不溶解，而硅在铝中有一定溶解度，在共晶点577℃时达到原子比最大值1. 59%。铝与硅反应是铝先与天然的Si02层反应，穿透S102后让铝、硅接触，随后硅原子向铝中扩散并溶解，逐步形成渗透坑。

   固体溶解在铝膜中的硅原子，由于分布不均匀，存在浓度梯度，逐步向外扩散。如有电流通过，电子的动能也可传递给硅原子，使之沿电子流方向移动，即产生电迁移。铝一硅界面不仅有质量传递还有动量传递，可引起PN结短路（如NPN晶体管的基区接触窗口）.

   必须指出，铝一硅界面因局部电流集中出现热斑而发生的上述三个物理过程，几乎同时发生，而且相互作用，互有影响，加速器件失效。硅向铝中溶解，硅中留下大量空位，加剧了铝在硅中的电热迁移，反过来铝中空位浓度增加，又加剧了硅在铝中的扩散和电迁移。