К вопросу тепловой устойчивости систем металлизации и контактов ультрабольших интегральных схем

Работа посвящена разработке метода диагностики тепловых перегрузок систем металлизации ультрабольших интегральных схем. Рассматриваемые системы металлизации толщиной 0.5 мкм с подслоями толщиной 0.1 мкм (ширина Al-пленки составляла 7–70 мкм) подвергались воздействию одиночных прямоугольных импульсов тока длительностью не более 600 мкс и амплитудой до 8·1010 А/м2. По экспериментальным осциллограммам проведено моделирование температурных полей, проанализированы процессы плавления в многослойных тонкопленочных системах. Обнаружено, что при воздействии одиночного прямоугольного импульса тока длительностью, не превышающей 80 мкс, и энергией 85 мДж приоритетным процессом разрушения структуры являются процессы оплавления металлической пленки. Увеличение длительности импульсов (τ>80 мкс) меняет приоритет тепловой деградации, и основным механизмом становится контактное плавление. Показано, что наличие подслоев титана и оксида кремния увеличивает тепловую «нагрузку» на слои металлизации и может привести к снижению величины критической плотности тока. На примере системы Al–Ti–Si выявлено, что изотермический отжиг приводит к улучшению теплопроводящих свойств системы и увеличению критических плотностей тока.