Electromigration Characteristics in Al-1%Si hin Film Interconnections for Microelectronic Devices

극소전자 디바이스를 위한 Al-1%Si 박막배선에서의 electromigration 특성

전자소자의 축소화에 따라 electromigration은 점차 반도체 디바이스의 주요 결함 원 인으로 부각되고 있다. 본 실험은 현재 배선 재료로 널리 사용되고 있는 Al-1%Si 금속박막 배선의 electromigration에 대한 온도 및 배선길이 의존성에 관하여 연구하였다. ppLCC(pplastic Leaded Chipp Carrier) ppackage된 ppSG(8000$\AA$)/SiO2(1000$\AA$)/Al-1%Si(7000 $\AA$)/SiO2(5000$\AA$)/pp-typpe Si(100)의 보호막처리된 시편과 Al-1%Si/SiO2(5000$\AA$)/pp-typpe Si(100)의 보호막처리되지 않은 시편등을 standard pphotolithograpphy 공정을 이용하여 각각 제작하였다. 선폭 3$mu extrm{m}$, 길이 100, 400, 800, 1600$\mu\textrm{m}$의 등의 Al-1%Si 박막배선구조를 사용하 였다. 가속화실험을 위해 인가된 D.C 전류밀도는 4.5$\times$106A/cm2이었고 실온에서 10$0^{\circ}C$까지 의 분위기 온도에서 electromigration를 실행하였다. 박막배선길이에 따른 MTF(Mean Time-to-Failure)는 임계길이 이상에서 포화되는 경향을 보이며 임계길이는 Al-1%Si 박막 배선에서 분위기온도에 따라 길이 400$\mu\textrm{m}$과 800$\mu\textrm{m}$범위에서 나타났다. 각 시편에서 electromigration에 대한 활성화에너지도 MTF의 특성과 유사하게 임계길이 이상에서 포화 되는 특성을 타나내었다.