電磁脈沖沖擊下無(wú)源結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)電熱力耦合一體化分析.pdf

1、在需求和技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，集成電路的集成度和互連的復(fù)雜程度正在不斷地提高。同時(shí)，晶圓級(jí)全局互連，鍵合線等三維互連技術(shù)的實(shí)際性能和可靠性在現(xiàn)代電子器件和設(shè)備的應(yīng)用中正顯示出越來(lái)越重要的作用。在受到ESD脈沖沖擊或在高功率脈沖環(huán)境下，當(dāng)電壓或電場(chǎng)超過(guò)了介質(zhì)或互連線的擊穿閾值的時(shí)候，損壞就很容易發(fā)生。從物理上來(lái)進(jìn)行分析的話，一個(gè)擊穿過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電熱力相互耦合的非線性的瞬態(tài)的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程的一些物理參量還依賴于頻率，溫度，電場(chǎng)強(qiáng)度甚至是機(jī)械

2、強(qiáng)度。因此，準(zhǔn)確地估計(jì)和描述無(wú)源器件甚至是有源器件的擊穿過(guò)程是一件非常有挑戰(zhàn)性的事情。 本文為獲得不同電流或電壓波形的ESD脈沖和EMP脈沖入射時(shí)晶圓級(jí)全局互連，鍵合線的溫度和結(jié)構(gòu)響應(yīng)，針對(duì)這兩個(gè)互連結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了全面的瞬態(tài)電熱力耦合研究。為準(zhǔn)確仿真電場(chǎng)，熱場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)之間的相互作用，我們采用了混合時(shí)域有限元數(shù)值方法，編寫(xiě)了相應(yīng)的電熱力分析軟件包，在算法中，所有材料的電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)和楊氏模量隨溫度的變化都進(jìn)行了合適的處理