В последнее время наблюдается устойчивая тенденция повышения производительности полупроводниковых приборов за счет уменьшения характерных размеров элементов интегральных микросхем и создания более плотноупакованных многоуровневых микроэлектронных структур. Тем самым на смену микро- и субмикроэлектронике приходит наноэлектроника. Это обуславливает возрастающую актуальность проблемы надежности элементов нано- и микроэлектроники и, как следствие, моделирования процессов их разрушения и расчета долговечности. Один из основных видов отказов в работе интегральных микросхем связан с электромиграцией вакансий (ионов) в проводящих элементах, вызывающей их разрушение. В предлагаемой работе развита модель процессов электромиграции и возникновения обусловленных ею механических напряжений в проводниках интегральных микросхем. Проведено моделирование зарождения под действием электромиграции микрополости в тройной точке поликристаллической структуры проводника, а также дефектов, связанных с многоуровневой компоновкой проводников (микрополость на границе контакта линии с ножкой, соединяющей линии соседних уровней, и эрозия свободного края линии). Численно рассчитаны характерные размеры микродефектов и времена до их зарождения для разных значений температуры, плотности электрического тока и параметров кристаллической структуры токопроводящих элементов. В работе предложен также подход к моделированию электромиграции и механических напряжений в проводниках, содержащих примеси, в частности примесь меди. Впервые разработана модель для расчета эффективного заряда вакансий (ионов) — основного параметра электромиграции — в межзеренных границах поликристаллической структуры проводников. Проведено численное моделирование зависимостей эффективных зарядов ионов алюминия и меди в межзеренной границе алюминия от температуры и текстуры границы. Ключевые слова: электромиграция, проводящие линии, деградация, долговечность, порообразование, эрозия, диффузия вакансий, сопряженные модели диффузии под напряжением

Валиев К.А., Гольдштейн Р.В., Житников Ю.В., Махвиладзе Т.М., Сарычев М.Е.   Моделирование разрушения и долговечности тонкопленочных металлических проводников интегральных микросхем // Физ. мезомех. - 2008. - Т. 11. - № 2. - С. 57-88

K.A. Valiev, R.V. Goldstein1, Yu.V. Zhitnikov1, T.M. Makhviladze, and M.E. Sarychev Modeling of failure and lifetime of thin-film metal conductors in integrated circuits, Fiz. mezomekh, 11, No. 2 (2008) 57.