TSV电迁移影响因素的有限元分析

作者：马瑞; 苏梅英; 刘晓芳; 王旭刚; 曹立强^*

来源：电子元件与材料, 2019, 38(02): 93-97.

DOI：10.14106/j.cnki.1001-2028.2019.02.015

• TSV
• 电迁移
• 有限元模拟
• 电热耦合

本文建立了TSV互连结构三维有限元模型,并对该模型进行了电热耦合分析,分别对比了不同电流密度、环境温度、TSV填充材料等因素对TSV互连结构电迁移失效的影响。结果表明,在一定范围内,电流密度和环境温度是影响TSV互连结构电迁移寿命的主要因素;四种填充物相比,碳纳米管与硅的热膨胀系数更匹配,且产生的焦耳热最小。此外,仿真分析不同TSV长度和孔径对TSV互连结构的温度场分布和焦耳热分布情况的影响。随着TSV长度增大,TSV单位体积热生成率有减小的趋势。电流密度相同情况下,随着TSV孔径增大,产生的焦耳热增加,将加速电迁移现象。

• 单位
  华进半导体封装先导技术研发中心有限公司; 中国科学院微电子研究所