銅內(nèi)連導(dǎo)線中沿晶微裂紋的演化.pdf

1、隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，銅內(nèi)連導(dǎo)線的失效問(wèn)題日益受到關(guān)注。本文基于表面擴(kuò)散和蒸發(fā)—凝結(jié)的經(jīng)典理論及其弱解描述，建立描述應(yīng)力遷移、電遷移誘發(fā)表面擴(kuò)散下微結(jié)構(gòu)演化的有限單元法，對(duì)銅內(nèi)連導(dǎo)線中沿晶微裂紋的不穩(wěn)定外形演化進(jìn)行了有限元模擬。主要內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　基于微結(jié)構(gòu)演化動(dòng)力學(xué)的基本理論框架，分別推導(dǎo)了應(yīng)力遷移、電遷移誘發(fā)表面擴(kuò)散下微結(jié)構(gòu)演化的有限元控制方程。建立了應(yīng)力遷移、電遷移下銅內(nèi)連導(dǎo)線中二維沿晶微裂紋的演化模型，編制了相應(yīng)

2、的有限元程序。在充分驗(yàn)證該程序的精確度與可靠性的前提下，對(duì)沿晶微裂紋演化過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。
　　通過(guò)對(duì)應(yīng)力遷移誘發(fā)表面擴(kuò)散下銅內(nèi)連導(dǎo)線中沿晶微裂紋演化的有限元分析，發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：在雙向受拉載荷下，橢圓形沿晶微裂紋演化分節(jié)存在臨界外載和臨界形態(tài)比；裂腔分節(jié)的時(shí)間隨著形態(tài)比或外載增大而減小；分節(jié)的時(shí)間與臨界外載隨著線寬的增大而增大；在外載作用下沿晶微裂紋比晶內(nèi)微裂紋分節(jié)時(shí)間少，分節(jié)時(shí)間隨著晶界能與表面能比值的增大而減少。
　　通