Dadas las dimensiones y el material del metal, ¿es posible determinar la corriente máxima que la estructura puede manejar? [Procesamiento de semiconductores]

Question

Tengo un ancho de línea de la estructura que tiene una resistencia muy baja. Quiero saber la corriente máxima que esta estructura puede manejar.

Puesto que la resistencia del metal es tan baja, es difícil medir la caída de tensión. No podemos cambiar el tamaño de la estructura (como en todas nuestras máscaras y también estamos limitados en el sector inmobiliario) y eso no se puede aumentar el voltaje de la resolución de nuestro tester (sin sacrificar la capacidad de gastar dinero).

Así que la única solución que se me ocurre es aumentar la corriente de prueba.

He estado buscando una ecuación o de una serie de ecuaciones que se me diga en qué corriente de la estructura va a romper (como un fusible). Estoy seguro de que, dada la estructura de dimensiones (LWH) y los parámetros de los materiales (resistencia térmica, conductividad, etc), de esta u otras similares ecuación existe. Sin embargo, me parece que no puede averiguar...

Y luego, para hacer las cosas más complicadas, yo soy de la pulsación de esta corriente con un ancho de pulso <= 100ms. Es normalmente un solo pulso, por lo que un ciclo de trabajo no tiene mucho sentido.

Gracias,

Answer 1

Bueno, hay documentos como este que predecir la fusión de los límites de la corriente. Los actuales límites establecidos para el normal a largo plazo de la operación continua de ICs no están limitados por la fusión de la corriente, pero por electromigración, por lo que sería bastante conservador.

También se puede simplemente sacrificio un par de muestras para determinar cuáles son los límites empíricamente.

No estoy seguro de que esto conducirá a los resultados que usted desea - ya sean de aluminio o de cobre o algo más, el metal va a tener una significativa del coeficiente de temperatura, y si eres de pulsación que por lo que se calienta por cientos de K, ¿cómo va a separar el efecto de la temperatura de la habitación-resistencia a la temperatura? Supongo que si tienes los suficientes puntos se podría extrapolar una curva de la espalda en la hierba donde el cambio de temperatura es mínima.

Sé que cada problema no tiene un diseño de circuito como la solución, pero podría usted acaba de hacer un preamplificador para el probador?

Answer 2

Si conoce la composición de metal, usted puede encontrar fácilmente la mayor parte de la resistividad. Una vez que usted sabe que, a partir de las dimensiones de la línea se puede calcular la resistencia.

El cobre, por ejemplo, tiene una resistividad (rho) de \$1.68 \times 10^{-8} \Omega m\$. Pouillet la Ley dice \$R = \rho\dfrac{L}{A}\$, donde L es la longitud y a es el área transversal.

Si desea determinar la corriente de fusión, se tiene que el factor de capacitancia térmica y el coeficiente térmico de resistividad, pero a una de primer orden, esto es bastante sencillo, especialmente para los pulsos muy cortos, donde hay poco tiempo para que el calor difuso y/o irradien desde los puntos calientes.

Answer 3

La corriente máxima para una determinada estructura de metal en un circuito integrado depende de muchos factores tales como el material conductor, la geometría, las dimensiones, la temperatura, el objetivo de tiempo de vida del producto. Mientras que usted puede hacer fácilmente un lado, la estimación de la resistencia de una estructura dada no es tan fácil para la corriente máxima.

Esta es la razón por la que usted puede encontrar esta información en el manual de diseño de su proceso de semiconductores.

Generalmente, usted encontrará una relación entre la densidad de corriente y tiempo de vida (más corriente disminuye el circuito de tiempo de vida) así como el límite máximo actual.