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Thèse soutenue

Développement d'une méthode de test d'electromigration au niveau plaquette : Application a des filières ULSI

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Auteur / Autrice : François Giroux
Direction : Gérard Ghibaudo
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Microélectronique
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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L'electromigration est devenue un facteur majeur de limitation de la fiabilite des interconnexions. Dans un contexte industriel, le developpement de methodes de test accelere au niveau plaquette est aujourd'hui une necessite. Nous commencons cette these en evoquant les bases physiques de l'electromigration et les materiaux metalliques utilises pour realiser les interconnexions en microelectronique. Le chapitre suivant presente les differentes methodes et procedures de test de l'electromigration: test de duree de vie en etuve, tests tres acceleres sur plaquette, tests resistometriques, mesure de bruit l'influence des parametres geometriques est exposee, suivie de la presentation des principales structures de test specifiques. Nous decrivons alors le contexte de mise en uvre des tests, en developpant particulierement le principe de la methode test utilisee, ses variantes et le critere d'arret du test. Le profil de temperature est determine le long de structures nist et sweat, a l'aide d'un simulateur analytique d'une part, de mesures directes par interferometrie et thermoreflexion d'autre part. La temperature maximale de test autorisee est alors fixee a 300c. Par la suite, nous etudions en detail les mecanismes de defaillance du materiau multicouches tin/alcu/tin/ti et de certaines de ses variantes. Nous commencons par evaluer l'influence de la largeur des lignes et nous mettons en lumiere les caracteristiques specifiques des lignes bambou, liees a la diffusion a l'interface intermetallique. Dans un second temps, nous voyons l'influence de differents nettoyages de la couche de tin/ti effectues avant le depot de l'alcu, dans une technologie utilisant des prises de tungstene pour les contacts et les vias. L'analyse structurelle est reliee aux resultats de test d'electromigration. Nous developpons ensuite, les problemes generes par la presence d'une couche intermediaire de tial#3 dans le cas de tests acceleres. Enfin, nous definissons la methode de test la mieux adaptee en fonction du type de resultats desires