基于原子通量散度法(AFM)的窄节距微凸点电迁移可靠性有限元仿真分析
本作品提供了一种基于通量散度法(AFM)分析窄节距微凸点电迁移失效机理的方法;建立了3种尺寸的微凸点(直径5um、10um、20um),并对凸点进行了电流密度参数扫描,探究微凸点电迁移的尺寸效应;结果发现随着施加电流密度的增大,凸点Cu3Sn层内的电子迁移散度、热迁移散度、应力迁移散度都在变大,但各自的变化程度并不同:电子迁移散度变化速度最快,热迁移散度次之,应力迁移散度最不敏感。随着凸点尺寸的减小,电迁移失效过程中原子热迁移的贡献会逐渐增大;其中直径10𝝁𝒎 节距20𝝁𝒎的凸点在150℃、5×104A/cm2电流密度的测试条件下,热迁移和电子迁移散度的最大值能达到同一个数量级,理论上会引起凸点阴极处Cu原子的过度迁移,并抑制凸点阳极处迁移空洞的形成。该理论结果得到了具体实验的支持,指出了在窄节距微凸点的电迁移测试中要关注愈发明显的热迁移效应,有望对窄节距凸点电迁移测试标准的建立提供参考意义。