固體溶解在鋁膜中的硅原子
發布時間:2016/4/4 20:52:43 訪問次數:643
(1)形成固溶體
鋁在硅中幾乎不溶解, AD8232ACPZ而硅在鋁中有一定溶解度,在共晶點577℃時達到原子比最大值1. 59%。鋁與硅反應是鋁先與天然的Si02層反應,穿透S102后讓鋁、硅接觸,隨后硅原子向鋁中擴散并溶解,逐步形成滲透坑。
(2)硅在鋁中的電遷移
固體溶解在鋁膜中的硅原子,由于分布不均勻,存在濃度梯度,逐步向外擴散。如有電流通過,電子的動能也可傳遞給硅原子,使之沿電子流方向移動,即產生電遷移。鋁一硅界面不僅有質量傳遞還有動量傳遞,可引起PN結短路(如NPN晶體管的基區接觸窗口)。
(3)鋁在硅中的電熱遷移
在高溫、高的溫度梯度和高電流密度區,鋁一硅界面可發生鋁的電熱遷移。這種遷移通常沿PN結在Si-S102界面處的硅表面進行,其溫度梯度最大、熱阻最小、路徑最短處呈絲狀滲入,形成通道;也可縱向進行,硅不斷向鋁中擴散,遠離界面向鋁表面遷移,同肘在硅中留下大量空位,加劇Al-Si接觸孔處鋁在硅中的電熱遷移,使鋁進入硅后的滲透坑變深變粗,形成合金釘,嚴重時可穿越PN結使之短路。順便指出:對于金,由于其與硅的共晶點溫度僅為377℃,當溫度大于325℃時金的電熱遷移比鋁更快,器件更易失效。所以,一般情況下,不能使金膜與硅直接接觸,中間必須加阻擋層。
必須指出,鋁一硅界面因局部電流集中出現熱斑而發生的上述三個物理過程,幾乎同時發生,而且相互作用,互有影響,加速器件失效。硅向鋁中溶解,硅中留下大量空位,加劇了鋁在硅中的電熱遷移,反過來鋁中空位濃度增加,又加劇了硅在鋁中的擴散和電遷移。
(1)形成固溶體
鋁在硅中幾乎不溶解, AD8232ACPZ而硅在鋁中有一定溶解度,在共晶點577℃時達到原子比最大值1. 59%。鋁與硅反應是鋁先與天然的Si02層反應,穿透S102后讓鋁、硅接觸,隨后硅原子向鋁中擴散并溶解,逐步形成滲透坑。
(2)硅在鋁中的電遷移
固體溶解在鋁膜中的硅原子,由于分布不均勻,存在濃度梯度,逐步向外擴散。如有電流通過,電子的動能也可傳遞給硅原子,使之沿電子流方向移動,即產生電遷移。鋁一硅界面不僅有質量傳遞還有動量傳遞,可引起PN結短路(如NPN晶體管的基區接觸窗口)。
(3)鋁在硅中的電熱遷移
在高溫、高的溫度梯度和高電流密度區,鋁一硅界面可發生鋁的電熱遷移。這種遷移通常沿PN結在Si-S102界面處的硅表面進行,其溫度梯度最大、熱阻最小、路徑最短處呈絲狀滲入,形成通道;也可縱向進行,硅不斷向鋁中擴散,遠離界面向鋁表面遷移,同肘在硅中留下大量空位,加劇Al-Si接觸孔處鋁在硅中的電熱遷移,使鋁進入硅后的滲透坑變深變粗,形成合金釘,嚴重時可穿越PN結使之短路。順便指出:對于金,由于其與硅的共晶點溫度僅為377℃,當溫度大于325℃時金的電熱遷移比鋁更快,器件更易失效。所以,一般情況下,不能使金膜與硅直接接觸,中間必須加阻擋層。
必須指出,鋁一硅界面因局部電流集中出現熱斑而發生的上述三個物理過程,幾乎同時發生,而且相互作用,互有影響,加速器件失效。硅向鋁中溶解,硅中留下大量空位,加劇了鋁在硅中的電熱遷移,反過來鋁中空位濃度增加,又加劇了硅在鋁中的擴散和電遷移。
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