无飘移电迁移理论(扩散产生复合俘获理论)(英文)

摘要

电迁移是在高电流密度下金属导体中原子输运，它在导体中产生空位，增加导体的电阻．Huntington于1961年描述电迁移；Black于1969年推导经验电阻公式用以模拟电迁移，给出电阻和失效实验数据对电流密度和温度的依赖关系．Tan于2007年总结Black经验公式在连接晶体管和其他硅集成电路器件的导线方面四十年运用情况．自1957年第一个Landauer理论以来，理论工作者用50年试图论证飘移力，即Black假设的电子动量转移，又称电子风力，作用到金属原子和离子上，可使它们移动．Landauer于1989年断定，即使运用最基本和完备的多体量子输运理论，电子风力也站不住脚．本文回顾用于金属导线的无飘移或无电子风力原子空位模型．萨在八十年中提出这模型，在1996年以课外作业题解的形式描述这模型．该模型解释了用Black经验公式拟合的电阻实验数据的电流和温度依赖关系．得到精确解析方程，描述两种极限情形下金属导线电阻或电流，R（t）／R（0）=J（t）／J（0）=L1-2（f／τa）^1／α]^-1／2；从低到高电流密度，价键断裂情形α=1～2和原子扩散情形α=2～4．其中如是电迁移机理的时间特征常数，含有价键断裂率，原子扩散系数和激发能．