金屬互連電遷移噪聲分形表征參量研究.pdf

1、隨著VLSI特征尺寸向著深亞微米級(jí)甚至納米尺度發(fā)展，其互連線(xiàn)截面積越來(lái)越小，其承受的電流密度大幅度增加，電遷移引發(fā)的失效越來(lái)越顯著，引起人們極大關(guān)注。 本文在電遷移失效機(jī)理、電遷移噪聲及其傳統(tǒng)表征參量和分形概念的基礎(chǔ)上，應(yīng)用分形理論，確定了電遷移內(nèi)部晶粒間界分形維數(shù)、電子擴(kuò)散軌跡的分形維數(shù)和電遷移噪聲時(shí)間序列的分形維數(shù)三者的定性關(guān)系，從而建立了金屬互連電遷移噪聲分形表征模型。該模型表明，在金屬互連電遷移前期，時(shí)間序列的分形維數(shù)逐

2、漸增大；成核后，噪聲時(shí)間序列的分形維數(shù)減小；成核時(shí)刻是其轉(zhuǎn)折點(diǎn)。并設(shè)計(jì)了電遷移失效實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論的正確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電遷移前期，功率譜密度幅值與噪聲時(shí)間序列分形維數(shù)正相關(guān)，電遷移后期兩參量負(fù)相關(guān)。 本文還對(duì)金屬互連電遷移噪聲多分形表征參量進(jìn)行了簡(jiǎn)單探索，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，奇異值變化趨勢(shì)與電阻變化趨勢(shì)相同，空洞成核時(shí)，表征參量突變。并推導(dǎo)出噪聲時(shí)間序列確具有多分形特性。研究表明，分形參量可以更全面地表征電遷移損傷過(guò)程，具有較好的應(yīng)用前