电迁移失效及金属线相关现象的偏置电阻网络模型

本文采用偏置电阻网络模型研究金属线中的电迁移现象。由电子风引发的空洞形成通过阻值断裂的随机过程模拟，而金属线内部机械应力的生长则通过恢复断开的阻值抗性过程描述。该模型考虑了因电流稠密和焦热引起的温度梯度，亦包含合金效应。蒙特卡罗仿真使得在统一理论框架内可研究电迁移相关的多种特征。模型的预测与实验结果高度一致，尤其是对受应力 Al-Cu 薄金属线向电气击穿 degradation 的再现。详细研究包括损伤模式、失效时间分布(TTFs)、广义Black定律、电阻随时间演化（包括合金效应及电迁移在低电流密度或短线长度下饱和现象），以及TTFs对金属线长度和宽度的依赖。模型还成功描述了稳态下电阻噪声特性。