بررسی قابلیت اطمینان اتصالات درون تراشه با استفاده از شبیه ساز یک بعدی مهاجرت الکترونی

مهاجرت الکترونی تهدید اصلی قابلیت اطمینان اتصالات درون تراشه است و با روند کاهش ابعاد اتصالات و وارد شدن به مقیاس نانومتری، این تهدید جدی تر می شود. بنابراین سنجش و حصول اطمینان از طول عمر کافی این اتصالات از اهمیت بالایی برخوردار است. آزمون های شتاب داده شده برای این پدیده در دما و چگالی جریان بالا انجام می پذیرد و سپس به شرایط معمول کاری برونیابی می شود. این برونیابی برمبنای ثابت ماندن فرایند و نوع خطا در این فاصله دمایی و جریانی است. بسیار محتمل است که در اتصالات واقعی این شرط نقض شود و آنگاه برونیابی صورت گرفته دارای خطا جدی شود. یک رویکرد برای جایگزینی برونیابی، شبیه سازی این پدیده در شرایط کاری و با استفاده از پارامترهای بدست آمده از نمونه های واقعی است. در این میان شبیه سازی های دو بعدی و سه بعدی به علت حجم بالای محاسباتی قابلیت استفاده در سطح تراشه را ندارند، بنابراین می توان با هرچه دقیق تر کردن شبیه ساز یک بعدی، از آن برای سنجش قابلیت اطمینان اتصالات در سطح تراشه استفاده کرد. در این پایان نامه شبیه ساز یک بعدی مبتنی بر مدل korhonen و بر پایه برنامه matlab توسعه داده شده است. با توجه به گرایش ریزساختار اتصالات در تکنولوژی ها نانومتری به ریزساختارهای شبه – بامبو شکل، این شبیه سازی این نوع ریزساختار را براساس مدلی تصادفی ایجاد می کند. با در نظر گرفتن تاثیر ریزساختار، محل شکل گیری حفره و سپس فرایند رشد آن شبیه سازی می شود. همچنین برای نزدیک شدن نتایج به واقعیت، قابلیت در نظر گرفتن تنش حرارتی در اتصالات به عنوان تنش اولیه، نیز در شبیه ساز گنجانده شده است. در این شبیه ساز برای اولین بار رهایی و حرکت حفره های شکل گرفته، به رفتار پویای حفره ها اضافه شده است. در نظر گرفتن این رفتار به واقعی تر شدن نتایج کمک شایانی می کند. شبیه سازی ها نشان می دهند که تاثیر لحاظ کردن این رفتار، چندگانگی خطا و پراکندگی زیاد طول عمر و همچنین تغییر مکانیسم خطا در گذر از چگالی جریان و دمای بالا به شرایط پایین تر را توضیح می دهد.