Innere Spannungen und Relaxionseffekte in metallischen Leitbahnen mikroelektronischer Bauelemente

Zyklische thermo-mechanische Belastungen und Elektromigration führen zu Fehlverhalten von metallischen Verbindungen in integrierten Schaltkreisen. Dieser Beitrag diskutiert den Effekt der strukturellen Relaxation von Kupferleitbahnen auf Silizium unter Anlegen einer externen Kraft. Anhand der Messungen des elektrischen Widerstandes in Abhängigkeit von der Belastung wird der Einfluß der elastischen und plastischen Dehnung diskutiert und der stark irreversible Charakter der Widerstandskurve gezeigt. Bei Biegebeanspruchung der Leitbahnen senkrecht zur Leitbahnrichtung liegt superplastisches Verhalten vor. Erst nach einer kritischen Dehnung tritt ein elastischer Anteil bei der Deformation der Leitbahn auf. Als Ursache dafür wird ein Perkolationsübergang in der Porenverteilung der Cu-Leitbahn vermutet.