电迁移

摘要： 技术介绍孔隙水是泥(土)污染物的重要赋存介质。导排孔隙水,迁移、转化与分离泥(土)中的污染物,能够从源头上削减泥(土)污染物含量。基于孔隙水电动导排的污染泥(土)原位脱水减污技术,以兼具导电与排水功能的电动土工材料(EKGs)为电极,将电动排水和电动修复优势互补,在电渗流和电迁移共同作用下,导排孔隙水,透析泥(土)-孔隙水体系中的污染物,实现污染物的泥(土)水分离。

摘要： 研究了采用电解精炼法制备高纯铟。在电流密度50 A/m^(2)、极距80 mm恒定条件下,考察了电解时间、硫酸铟浓度、电解液pH对电解液中Pb^(2+)、Sn^(2+)浓度变化的影响;结合In-Pb-Sn电位-pH图,分析了Pb、Sn杂质在电解液中的电迁移机制。结果表明:电解过程中,铅并未参与电解反应,而是沉积到阳极泥中;在电解液中硫酸铟质量浓度30 g/L、连续电解0.5 h、电解液pH<2.5条件下,电解液中Sn^(2+)质量浓度达最大,不与In^(3+)发生共沉积,可以有效去除。

摘要： 智能汽车的高集成化发展,使得组装焊点尺寸减小,对焊点抗电迁移服役可靠性的要求提高。目前用于汽车电子的三元系焊料SnAgCu无法满足日益严苛的服役环境,而多元合金化焊料是最有潜力的解决方案之一。通过差示扫描量热法、润湿性实验以及电子背散射衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等表征手段,系统研究了添加Ni、Sb、Bi元素对SnAgCu焊料的焊接性能和电迁移可靠性的影响。结果表明:添加Ni、Sb、Bi元素降低了SnAgCu焊料的熔点和过冷度,改善了焊料的润湿性。在高电流密度载荷作用下,这些元素的引入可以有效地缓解焊点电迁移行为,进而提高焊点的服役可靠性。

摘要： 集成电路的金属互连导线不可避免地存在夹杂等微缺陷。在电迁移的驱动下,夹杂会经历一个复杂的形态演化过程,从而影响互连导线的使用寿命和各种性能。基于金属材料中微结构演化的基本理论,建立了电迁移诱发各向异性界面扩散下导电夹杂演化的相场模型,采用有限元进行数值模拟,详细探讨初始形态比对夹杂演化的影响。结果表明:导电夹杂在电迁移驱动各向异性界面扩散下会沿着电场方向发生迁移,存在失稳分裂与稳定迁移两种演化模式。当夹杂失稳分裂时,随着初始形态比的增大,夹杂分裂数目减少,分裂结束时间提前;当夹杂稳定迁移时,随着初始形态比的增大,稳态夹杂沿着电场方向的指状延伸越长,相应的迁移速度越小。

摘要： 目的在微观尺度上解析直流电场对金属液/固界面溶解动力学和界面反应的本征影响。方法在237~312°C温度范围内对电流作用下Cu/Sn/Cu液固界面进行显微结构的表征及溶解动力学的计算。结果施加直流电时,Cu的溶解速率在阴极端显著增大,而在阳极端则受到抑制。相应地,由于Cu的迁移速度较快,大量阴极Cu迁移至阳极端,使其附近形成大量的金属间化合物。计算了10 A电流作用下阴极Cu的溶解激活能,其数值约为不通电流情况下的一半。结论直流电的施加显著降低了Cu在Sn熔体中的溶解激活能,而电迁移力是促进Cu扩散的主要原因。

摘要： 随着三维封装微互连尺寸向亚微米发展,电流密度大、应力大、散热困难等问题愈发严重,原子尺度迁移失效现象逐渐成为超大规模集成电路不可忽视的可靠性问题.铜比铝的电阻率低,抗电迁移性能更好,是新一代的可靠互连材料,但是对铜互连的原子迁移研究仍有不足.现有的电迁移(Electromigration)可靠性解析化模型主要针对单根金属线恒定温度情形下的电迁移分析,这种方法虽然计算较为简单,但是对现实情况的指导意义较小,主要原因:一是现实情况下高密度集成电路中存在温度梯度,二是互连线的三维结构对互连线的温度以及电流分布有重要影响,而这些参数严重影响着金属原子的抗电迁移性能.本工作提出一种新的电迁移仿真建模方法,通过COMSOL多物理场软件建立了经典三维Cu互连线结构.通过有限元仿真得到三维互连线的温度、电流密度和应力分布,获得了更优的数据仿真结果.结果显示,金属互连线中电流在直角内侧有严重的淤积现象,电迁移在互连线转折处最为剧烈;高温区域位于直角内外侧之间,热迁移的程度随着温度的升高而升高;高应力区域主要是互连线的外边缘处,但是应力迁移在总体电迁移中占比较小,几乎可以忽略.另外,Cu互连线的抗电迁移性能总体优于Ag互连线,是优异的高密度集成电路导体材料.

摘要： 以电动土工合成材料(EKG)作为电极,采用电动导排间隙水装置,在室内模拟了氮素污染底泥修复过程,研究了间歇通电(12h On/12h Off)和持续通电2种工作模式下脱除底泥内源氮的效果,分析了底泥不同形态氮在修复过程中的迁移转化特征.实验底泥体积为0.06m3,含水率为72.82％,总氮(TN),氨氮(NH4+-N)和硝酸盐氮(NO3--N)初始浓度分别为2350.16,1635.38和297.02mg/kg.在电压梯度为1V/cm条件下修复8d后,间歇通电和持续通电模式下间隙水导排量分别为8535和8370mL,重力流约占总排水量的80.43％～82.02％.电迁移是底泥中不同形态氮迁移的主要驱动力,间歇通电和持续通电模式下TN脱除量分别为544.48和552.26mg,其中80.71％和78.02％的TN从阴极排出.经过电动导排间隙水修复实验后,底泥含水率下降了4.95％～6.16％,间歇通电和持续通电模式下NH4+-N的去除率分别为40.41％、39.27％,NO3--N的去除率分别为25.82％、27.94％.综合考虑TN去除率和能耗2个因素,间歇通电是一种效益较高的模式,修复后底泥TN去除率为32.61％,电能消耗为15.57(kW?h)/m3.

摘要： 随着微电子领域朝着微型化的不断前进,产品封装密度越来越高,微焊点的尺寸和间距也日益减小,电迁移现象更加频繁的出现.本文针对一种Cu-Sn-Cu结构互连微凸点,基于ANSYS软件,研究了不同Sn层高度以及结构对称性变化对凸点内部电流密度分布的影响,得到了电流密度在不同结构下的分布规律,为实际电迁移实验研究提供了理论参考.

摘要： 电化迁移(ECM:Electro-Chemical Migration)是指PCB或载板Carrier长期工作中,在环境水份的助虐下经常发生的一种失效(Failure),亦即湿环境中金属外部发生化学反应离子性的搬迁。三、贾凡尼腐蚀3.1电位差造成的贾凡尼腐蚀密贴或互连的两金属一旦其电位差颇大又有水汽时,于是负电性较大者将抢夺对方的电子而扮演阴极,并强迫对方成为阳极而遭腐蚀,称为贾凡尼效应腐蚀Galvanic Corrosion。

摘要： 电化迁移(ECM:Electro-Chemical Migration)是指PCB或载板Carrier长期工作中,在环境水份的助虐下经常发生的一种失效(Failure),亦即湿环境中金属外部发生化学反应离子性的搬迁。电化迁移(ECM:Electro-Chemical Migration)是指PCB或载板Carrier长期工作中,在环境水份的助虐下经常发生的一种失效(Failure),亦即湿环境中金属外部发生化学反应离子性的搬迁。至于电迁移(EM:Electro-Migration),则是指半导体细线或各种銲点在无水气无化学反应的状态,却在大电流与高温中金属内部发生了物理性原子搬迁现象。两者大不相同不宜混为一谈。本文先将ECM分为三小节搭配多个精细彩图详加说明,然后再讨论半导体线路或銲料所发生非化学反应类的EM。

摘要： 本文设计一系列试验,将纳米氧化铝通过电迁移的方式迁入混凝土内部,探究纳米材料电迁移进入混凝土后对混凝土性能的影响.试件施加恒定电流,电流密度为3A/m2,分别通电3天和15天.钻孔获取保护层试样进行不同层次的分析,通过电镜扫描观察微观结构变化,压汞试验分析孔隙变化,以及拉拔试验来观察钢筋混凝土之间的粘结强度变化.结果表明,纳米氧化铝能够进入混凝土内部,并改善混凝土孔隙分布,减少整体孔隙率,填充微观孔隙,通电15天的效果比通电3天的要更好.同时,纳米氧化铝迁入混凝土能够提高钢筋混凝土之间的粘结强度,随着电流密度提升而增加,但提升幅度随着电流密度的增大而减少.

摘要： 水泥基材料的表面密实度是影响外来粒子入侵的重要因素.本文选用硅烷偶联剂(APTES)处理过的一种带正电的纳米二氧化硅胶体.在外加电压的作用下将纳米胶体导入水泥基材料的表面孔隙中.胶体中的二氧化硅可以直接填充孔隙或与水化产物氢氧化钙发生火山灰反应生成C-S-H填充到表面孔隙中,从而改善水泥基材料的表面致密性.研究结果表明,使用电迁移SiO2胶体处理后的浆体试样,吸水率与孔隙率都有所降低,说明电迁移处理后试块密实度有所改善;XRD分析结果表明,经过处理的试块所含物质与未经处理的相同,但TG/DSC分析显示电迁移处理的试块中Ca(OH)2含量低于胶体浸泡处理的试块,且SEM的图片证明电迁移胶体处理的试块更加致密,表明电场作用下更多的胶体迁入水泥基材料中.

摘要： 本文主要研究了室温和高温(100°C)条件下共晶SnBi焊点的电迁移特性。试样采用Cu／SnBi／Cu的对接接头，电流密度为5×103A／cm2。实验结果表明：室温条件下通电465h后，焊点的阴极界面处出现了一些空洞和裂纹，阳极界面处则堆积了一排颗粒状的Bi小丘，然而基体内部的显微组织变化不是很明显，sn、Bi相颗粒略有长大，但仍保持着其两相的均匀分布。然而高温条件下通电115h后其电迁移行为却异常显著。整体焊点形貌变的凹凸不平，钎料的损耗使得阴极附近局部发生严重塌陷;由于Bi原子不断由阴极向阳极聚集形成了一层很厚的“Bi墙”。为了进一步观察焊点内部显微组织的变化，我们对试样再次进行了抛光。rn 抛光后发现：均匀的sn、Bi两相分布已经不复存在，Sn原子已经消失殆尽，而大部分Bi原子都聚集在阳极附近，形成很厚的且连续的Bi层。阴极附近形成了许多块状的Cu6Sn5金属间化合物，阳极界面处Bi层和铜基板之间依次形成了很厚的Cu6Sn5层和薄薄一层Cu3Sn层。对实验结果进行分析可以得出如下结论：随着电迁移实验的进行，无论是在室温条件下还是在高温条件下，sn、Bi原子都会发生扩散迁移，而在高温条件下原子扩散迁移的速度更快。高温条件下原子的扩散迁移能力更加活跃，加速了阴极钎料的损耗导致电流密度的局部高度集中，产生大量的焦耳热，从而引发焊点的熔化。熔化状态下Sn原子与Cu基板反应加剧，进而形成了大量的脆性金属间化合物，严重降低了焊点的可靠性。

摘要： 电迁移可以引发芯片内部互连金属引线(单一元素)中的原子或离子沿电子运动方向移动。但是，在共晶锡铋焊点中，组成的元素为锡和铋而非单一元素。由于铋原子和锡原子在高电流密度下具有不同的迁移速率，因此共晶锡铋钎料具有独特的电迁移特性。本实验采用的电流密度为104A／cm2，同时焦耳热会引发焊点温度从25°C升高至49°C，富铋相在此温度下会发生明显粗化，除此之外，铋原子会首先到达正极界面处并会形成坚硬的阻挡层使得锡原子的定向运动受到阻碍，最终，富锡相会凸起，其与负极界面间会有凹谷形成。

摘要： 面临当今世界电子产品高智能化、高性能化、微型化发展的趋势，芯片的集成度和印制电路板的组装密度必然越来越高，相应的焊点尺寸及间距也越来越小，使得焊点中的电流密度不断提高，从而焊点中的电迁移效应引起的可靠性问题日益显著。实验结果表明：随着通电时间的延长，在阴极铜基板和钎料的界面附近会逐渐出现一些不规则的裂纹和空洞，这些裂纹和空洞的出现，增加了整体电阻，减少了电流的流通面积，进而使得局部区域电流聚集程度加大，产生了大量的焦耳热。这些焦耳热又会使得局部区域的温度迅速升高，产生更高的温度梯度。更高的温度梯度和更高的电流密度梯度的耦合作用更加速了这种反应过程，使得裂纹和空洞进一步扩展和蔓延.

摘要： 无铅化电子组装中，由于原材料的变化带来了一系列工艺的变化，随之产生许多新的焊接缺陷。本文针对电迁移和Kirkendall空洞等缺陷进行了产生机理分析，并给出了相应的解决措施。

摘要： 近年来,出于环境保护的考虑,各国纷纷立法限制含铅产品的使用.因而,电子产品的无铅化进 程已刻不容缓.目前在电子封装领域中常用的无铅钎料主要包括Sn-Ag,Sn-Cu,Sn-Bi,Sn-Zn 等二元或 Sn-Ag-Cu,Sn-Ag-Bi 等三元锡基钎料合金.随着电子元器件日益小型化,要求无铅钎料在服役过程中具 有较高的可靠性,而晶须生长问题可能引起电子产品的短路现象,因而是影响其可靠性的重要因素之一.本研究通过加速试验进行了锡晶须生长的基础研究.实验采用了较为简单的SnBi 一维钎焊接头,在电 流密度为104A/cm2 和环境温度分别80°C 和90°C的实验条件下,观察电迁移加速引发Sn 晶须生长的现象,并使用扫描电子显微镜(SEM)来观察样品的表面和显微组织,使用X 射线能谱仪测定被测试区域的组成成 分.实验结果表明,在高温实验条件下,电迁移引发的焦耳热使焊点熔化并且钎料原子在电子风的作用下 运动Cu 基板上,冷却后覆盖Cu 基板界面处的金属间化合物,形成钎料溢出(overflow),随着金属间化合 物在等温时效的条件下挤压钎料,造成Sn 晶须加速生长.在钎料溢出处,相较焊点的钎料,更容易生长晶 须,并且晶须密度更大.本研究通过一系列对比试验,阐明了锡晶须的生长机理.即可以得出在晶须生长 过程中,究竟是由电流引起的物质运动占主要因素还是由焦耳热引发的扩散产生的内应力占主导地位.

摘要： VDMOS功率器件在混合集成电路中的使用率非常高,因此其可靠性显得相当重要.本文着重讨论了VDMOS功率器件应用于高温环境下的电学参数变化,二次击穿的影响,以及简单介绍电迁移、键合与贴片工艺引发的失效.

摘要： 对于VLSI/ULSI中W通孔多层金属化系统,金属离子的蓄水池效应对其电迁移(EM)寿命的影响很大。本文对蓄水池效应进行了研究,设计了12种不同的蓄水池结构,进行了电迁移和应力迁徙实验;研究了蓄水池面积、通孔位置、数目及大小等对互连线电迁移寿命的影响和电迁徙与应力迁徙(SM)的关系;研究结果表明,蓄水池面积的大小和位置是影响电迁移寿命的主要因素。

摘要： 研究了共晶锡铅焊点在高电流密度下的相迁移，得出在室温下锡原子较铅原子活泼，在电子风作用下锡原子是主要扩散元素。与此同时相迁移还引起正、负极界面处裂纹的产生，在长时间通电后，负极界面处裂纹明显多于正极，相迁移引发电流密度集中进而形成应力集中，这是造成正、负极界面处裂纹产生的主要原因。

摘要： 本申请公开了一种电迁移可靠性测试结构及电迁移可靠性测试方法，该测试结构包括：测试线，测试线为集成电路中的互连线；第一通孔，第一通孔的第一端和测试线的第一端连接；第一引线，第一引线与第一通孔的第二端以及第一电流线连接，第一引线和第一通孔的第二端的连接位置和至少一对电压感测线连接；第二通孔，第二通孔的第一端和测试线的第二端连接；第二引线，第二引线与第二通孔的第二端以及第二电流线连接，第二引线和第二通孔的第二端的连接位置和至少一根电压感测线连接。本申请通过在通孔附近连接至少一对电压感测线，能够增加捕捉到测试线电阻变化的几率，提高了电迁移可靠性测试的精确度；同时，当通孔附近设置有一对以上的电压感测线时，能够进一步增加捕捉到测试线电阻变化的几率。

摘要： 一种电迁移测试装置、电迁移测试系统及其测试方法，其中电迁移测试装置包括：用于实现与所述待测结构的电连接的连接金属层；用于向所述待测结构施加测试电压的加载电极；用于获得所述待测结构在测试条件下感测电压的感测电极；用于对所述待测结构进行加热的加热器件。本发明通过独立的加热器件使所述待测结构的温度达到所述测试条件，从而使温度对所述待测结构的电迁移的影响与电流对所述待测结构电迁移的影响分开，能够提高所获得的所述待测结构的激活能和电流密度指数的准确性，进而提高所获得的所述待测结构在工作情况下失效时间的准确性，有效提高电迁移测试的准确性。

摘要： 本发明提供了一种金属电迁移测试结构以及金属电迁移测试方法。金属电迁移测试结构，用于测试金属互连结构的缺陷位置，金属互连结构包括：布置在第一金属布线层中的第一金属布线段、以及布置在第二金属布线层中的断开的第二金属布线段和第三金属布线段；其中，第一金属布线段的第一端通过第一金属通孔连接至第二金属布线段，第一金属布线段的第二端通过第二金属通孔连接至第三金属布线段；金属电迁移测试结构包括：布置在第一金属布线段的第一端处的第一测试引脚端子、布置在第一金属布线段的第二端处的第二测试引脚端子、布置在第二金属布线段的第三测试引脚端子、以及布置在第三金属布线段的第四测试引脚端子。

摘要： 本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种电迁移测试结构及其形成方法、电迁移测试方法、存储器。所述电迁移测试结构包括存储区域和位于所述存储区域外部的外围区域；所述电迁移测试结构还包括：测试层，连续分布于所述存储区域和所述外围区域；互连结构，位于所述存储区域，包括互连层和半导体层，所述互连层的一端连接所述测试层、另一端连接所述半导体层；监控结构，位于所述外围区域，连接所述测试层且分布于所述互连层的相对两外侧，用于监控所述测试层的电阻变化。本发明避免了所述互连结构内部的电阻对所述测试层电阻监测的影响，提高了电迁移测试结果的准确度和可靠性。

摘要： 本发明涉及固晶胶技术领域，具体是一种应用于防电迁移灯珠的固晶胶，包括固晶胶基体以及分布于所述固晶胶基体中的颗粒填充物，所述固晶胶用于填充在晶片与灯珠支架之间形成垫高层以防止所述晶片底部与所述灯珠支架的金属功能区直接接触。本发明还公开了一种防电迁移灯珠，包括灯珠支架、晶片、以及用于将晶片连接在灯珠支架上的应用于防电迁移灯珠的固晶胶。本发明提供的应用于防电迁移灯珠的固晶胶及防电迁移灯珠，通过在固晶胶基体中加入颗粒填充物，使晶片安装在灯珠支架上固晶后晶片被垫高，防止晶片底部与灯珠支架金属功能区直接接触，有效防止灯珠支架内部金属功能区与晶片电极之间的金属元素顺着晶片侧面和底部迁移导致短路等异常。

摘要： 本发明提供了一种电迁移测试结构及电迁移测试方法，所述电迁移测试结构包括：待测金属互连结构；第一感测电极，与所述待测金属互连结构的一端电性连接；第二感测电极，与所述待测金属互连结构的另一端电性连接；至少一个第三感测电极，至少与所述待测金属互连结构的两端之间的位置电性连接；第一加载电极，与所述第一感测电极电性连接；以及，第二加载电极，与所述第二感测电极电性连接。本发明的技术方案能够避免影响芯片区的布线设计，且能够进行晶圆级的快速测试以及能够快速判断出电迁移失效的具体位置。

摘要： 本发明涉及固晶胶技术领域，具体是一种应用于防电迁移灯珠的固晶胶，包括固晶胶基体以及分布于所述固晶胶基体中的颗粒填充物，所述固晶胶用于填充在晶片与灯珠支架之间形成垫高层以防止所述晶片底部与所述灯珠支架的金属功能区直接接触。本发明还公开了一种防电迁移灯珠，包括灯珠支架、晶片、以及用于将晶片连接在灯珠支架上的应用于防电迁移灯珠的固晶胶。本发明提供的应用于防电迁移灯珠的固晶胶及防电迁移灯珠，通过在固晶胶基体中加入颗粒填充物，使晶片安装在灯珠支架上固晶后晶片被垫高，防止晶片底部与灯珠支架金属功能区直接接触，有效防止灯珠支架内部金属功能区与晶片电极之间的金属元素顺着晶片侧面和底部迁移导致短路等异常。

摘要： 本申请公开了一种电迁移可靠性测试结构及电迁移可靠性测试方法，该测试结构包括：测试线，测试线为集成电路中的互连线；第一通孔，第一通孔的第一端和测试线的第一端连接；第一引线，第一引线与第一通孔的第二端以及第一电流线连接，第一引线和第一通孔的第二端的连接位置和至少一对电压感测线连接；第二通孔，第二通孔的第一端和测试线的第二端连接；第二引线，第二引线与第二通孔的第二端以及第二电流线连接，第二引线和第二通孔的第二端的连接位置和至少一根电压感测线连接。本申请通过在通孔附近连接至少一对电压感测线，能够增加捕捉到测试线电阻变化的几率，提高了电迁移可靠性测试的精确度；同时，当通孔附近设置有一对以上的电压感测线时，能够进一步增加捕捉到测试线电阻变化的几率。

摘要： 本发明涉及金属电迁移测试结构及使用该结构的金属电迁移测试方法，该金属电迁移测试结构包括：位于相同层的至少两条待测目标金属线；以及位于待测目标金属线的相邻层的至少一条连接用金属线。利用连接用金属线经由通孔使待测目标金属线串联连接，并对连接用金属线的长度进行设置，以使得在进行金属电迁移测试时，由待测目标金属线和连接用金属线串联而成的串联电路的电阻值发生跳变。

摘要： 一种电迁移测试装置、电迁移测试系统及其测试方法，其中电迁移测试装置包括：用于实现与所述待测结构的电连接的连接金属层；用于向所述待测结构施加测试电压的加载电极；用于获得所述待测结构在测试条件下感测电压的感测电极；用于对所述待测结构进行加热的加热器件。本发明通过独立的加热器件使所述待测结构的温度达到所述测试条件，从而使温度对所述待测结构的电迁移的影响与电流对所述待测结构电迁移的影响分开，能够提高所获得的所述待测结构的激活能和电流密度指数的准确性，进而提高所获得的所述待测结构在工作情况下失效时间的准确性，有效提高电迁移测试的准确性。