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《金屬互連電遷移噪聲非高斯性研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要現(xiàn)代集成電路互連線的有效截面積已達(dá)到l平方微米量級(jí)以至于更小。因此,當(dāng)電流達(dá)到毫安量級(jí)將導(dǎo)致電流密度達(dá)到兆安每平方厘米數(shù)量級(jí)。在這種情況下電遷移現(xiàn)象極為明顯。金屬互連電遷移已經(jīng)成為超大規(guī)模集成電路主要失效模式之一.電阻是金屬互連電遷移傳統(tǒng)表征參量.噪聲表征技術(shù)比電阻更為靈敏和全面。以往都是將噪聲信號(hào)當(dāng)作高斯信號(hào),而且電遷移噪聲表征模型也是基于高斯過程的.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電遷移過程的某些階段噪聲信號(hào)具有非高斯性.這種非高斯性產(chǎn)生自遷移動(dòng)力學(xué)機(jī)制,因此通過非高斯性分析,可以從噪聲中提取電遷移相關(guān)動(dòng)力學(xué)信息.本文在電遷移失效機(jī)理和噪聲非高斯性的理論基礎(chǔ)上,將非高斯信
2、號(hào)檢測(cè)方法引入電遷移噪聲時(shí)間序列的分析,通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)在電遷移前期噪聲信號(hào)以高斯噪聲為主,在空洞成核時(shí)期發(fā)生非高斯跳變,轉(zhuǎn)而以非高斯噪聲為主.引入高階統(tǒng)計(jì)量f對(duì)電遷移噪聲信號(hào)的非高斯性進(jìn)行定量描述.將實(shí)驗(yàn)過程中非高斯性參量變化與電阻及傳統(tǒng)的噪聲表征參量進(jìn)行了對(duì)比,表明,可以更為敏感地反映了電遷移動(dòng)力學(xué)機(jī)制.為了解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)一步建立基于噪聲非高斯性參量的電遷移噪聲表征模型,本文通過引入自由體積的概念,采用散射理論,從理論解釋了電遷移噪聲信號(hào)非高斯性產(chǎn)生的原因與機(jī)制。所建立的數(shù)學(xué)模型證明理論預(yù)期與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致.這些工作為噪聲非高斯性參量可作為一種新的電遷移表
3、征參量以及建立相應(yīng)的表征模型奠定了基礎(chǔ).關(guān)鍵詞:電遷移互連噪聲非高斯性AbstractTheinterconnectionlinesofmodernintegratedcircuitshaveeffectivecrosssectionsintherangeof1/an2orless.Therefore,currentsofafewmilliampsresultincurrentdensitiesintherangeofMA/cln-2.Undertheseconditions。thcphenomenofelectromlgrationarises.Elec
4、tromigrationhasbeenoneoftheimportantinvalidationinVLSI.resistanceisthetraditionaltokenparameterofelectromigration:noiseisthen哪tool,moresensitiveandcomplete.Thepastnoisewcl'eregardasGaussiannoiseintheelectromigrationanalysis,andthemodelbasedonGaussianprocess;thenon-gaussiannoisewer
5、efoundintheelectromigrationexperimentphase.Thenon-gaussiannoiseoriginedfromthedanamicalmechanism,soelectromigrationdanamicalinformationcanobtainedfromnon-gaussiananalysisofthedanamicalparameter.Basedonabriefdescriptiontothedamagemechanismforelectromigrationandnon-gaussianofnoiseth
6、eories,analysedtheelectromigrationnoiseusedbynon—gaussianmeasuredtools,foundanewexperimentphenomenon--thenon-gaussiannoiseexistinthewholeelectromigrafioapIO∞輻;thegamsian∞i∞dominantintheearlystage,thenon-gaussiannoisedominantinthevoidsnucleationandgrowthstage.Anewparmneter彳Wasbroug
7、httocharacterthenon-gaussiannoiseinelectmmigrationprocess,thencontrastitwiththeresistanceandconventionalnoiseparameter.Intheforth鰣留麗咀,w℃introducedthefreevolume,describedtheelectronscatteringmechanisms,simpledthecomplexelectromigrationprocess.Basedonthefreevolume,builtan唧elecUomigr
8、atinnmodel--non-gaussiannoisemode