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Degradación por Electromigración

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Bajo alta densidad de corriente, el "viento" de electrones transporta átomos metálicos en las interconexiones, formando vacíos que eventualmente causan circuito abierto.

ID:('ky', 1739)


Ecuación de Black

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$MTTF_{em}=A_{black}J^{-n_{black}}\exp\left(\frac{Q_{em}}{k_BT}\right)$

$n_{black}$
Exponente de corriente
$1$
$A_{black}$
Prefactor de Black
$s·(A/m²)^{n}$
$J$
Densidad de corriente
$A/m²$
$T$
Temperatura
$K$
$Q_{em}$
Energía de activación
$eV$
$k_B$
Constante de Boltzmann
$eV/K$
$MTTF_{em}$
Vida media por electromigración
$s$



ID:('gm', 14986)


Campo eléctrico local

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$E_{local}=E_{factor}\rho_{metal}J$

$E_{factor}$
Factor de concentración de campo
$1$
$J$
Densidad de corriente
$A/m²$
$E_{local}$
Campo eléctrico local
$V/m$
$\r ho_{metal}$
Resistividad del metal
$?·m$



ID:('gm', 14987)


Fuerza de viento electrónico

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$F_{wind}=Z^*eE_{local}$

$Z^*$
Carga efectiva
$1$
$e$
Carga elemental
$C$
$F_{wind}$
Fuerza de viento electrónico
$N$
$E_{local}$
Campo eléctrico local
$V/m$



ID:('gm', 14988)


Flujo atómico inducido

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$J_{atom}=\frac{N_{atom}D_{em}F_{wind}}{k_BT}$

$J_{atom}$
Flujo atómico inducido
$atom/m²·s$
$N_{atom}$
Densidad atómica
$1/m³$
$e$
Carga elemental
$C$
$T$
Temperatura
$K$
$F_{wind}$
Fuerza de viento electrónico
$N$
$D_{em}$
Difusividad
$m²/s$
$k_B$
Constante de Boltzmann
$eV/K$



ID:('gm', 14989)


Daño acumulado

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$\frac{dD}{dt}=0.5\frac{|J_{atom}|s_D}{L}+0.5\frac{1}{MTTF_{em}}$

$J_{atom}$
Flujo atómico inducido
$atom/m²·s$
$L$
Longitud de interconexión
$m$
$s_D$
Escala de daño
$m³/atom$
$MTTF_{em}$
Vida media por electromigración
$s$



ID:('gm', 14990)


Evolución temporal

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$D_{t+\Delta t}=D_t+\frac{dD}{dt}\Delta t$

$D$
Daño acumulado
$1$
$Delta t$
Paso temporal
$s$



ID:('gm', 14991)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile