鋁膜的電遷移是影響集成電路薄膜互連可靠性的主要失效機理,由于設計規則的限制和電流密度的增大, M0280RJ250要獲得高可靠性的金屬化就必須考慮電遷移引起的失效。電遷移現象是運動中的電子與金屬原子相互交換動量的結果,因此鋁原子在與電子流運動方向相同的方向遷移,當溫度小于0.5倍的熔化溫度時,由于晶粒邊界擴散較高,晶粒邊界擴散將起主要作用;當溫度超過0.5倍的熔化溫度時,晶格擴散在原子遷移中將起主要作用。

   集成電路中的鋁基金屬化,當硅熔進覆蓋的鋁膜,在連接孔退火時鋁會穿過連接窗,形成最主要的可靠性問題,這種現象在文獻中常被稱為鋁膜尖峰或連接坑。熔進鋁膜的硅在硅片的溫度下降后會析出,或者在氧化條上形成小島,或者作為連接窗的外延硅,從而導致有效接觸面積減少,接觸電阻增大,甚至阻塞整個連接處。

   影響電遷移電阻的主要因素有金屬薄膜的結構(包括晶粒大小及分布、晶粒的質量)、合金效應、難熔工藝過程、形貌的好壞、鈍化層、薄膜尺寸。為了保證金屬化有好的抗電遷移性能,必須優化相關的工藝參數,遵守設計規則。