研究目的
研究铜薄膜条带中的逆Blech长度现象（即阴极电流驱动的质量输运随样品长度减小而增强），并理解电迁移-热迁移耦合在此现象中的作用。
研究成果
研究得出结论，在铜薄膜条带中观察到逆Blech长度现象，即阴极处的质量输运随样品长度减小而增强。这归因于温度梯度的增大以及电迁移与热迁移之间的耦合作用。该发现表明需要重新审视微电子器件中现有的互连设计实践。
研究不足
该研究仅限于特定长度的铜膜条带，并在特定实验条件下进行。未探究比所测试样品更长或更短的样本的影响，也未考虑其他材料特性或构型的作用。
1：实验设计与方法选择：
研究通过在W中间层和SiO2/Si衬底上制备铜薄膜条带，观察电迁移和热迁移效应。采用有限元分析(FEA)模拟电流聚集和温度梯度分布。
2：样品选择与数据来源：
制备不同长度(100、52、22和12微米)的分段铜膜。测试后测量阴极区耗尽区的范围。
3：22和12微米)的分段铜膜。测试后测量阴极区耗尽区的范围。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：样品在真空腔室中进行测试，施加标称电流密度约4×10^10 A/m2。使用扫描电子显微镜(SEM)进行观测。
4：实验流程与操作步骤：
在250°C衬底温度下对样品通电流，持续时间分别为30、100和180分钟。测试后通过SEM观测测量耗尽区范围。
5：100和180分钟。测试后通过SEM观测测量耗尽区范围。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：将耗尽区范围作为样品长度倒数的函数进行分析。利用FEA模拟理解温度梯度及其影响。
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SEM
Observation of the depletion zone at the cathode post-testing.
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Vacuum Chamber
Testing environment for electromigration tests.
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Substrate Heater
Maintaining the substrate temperature at 250°C during tests.
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COMSOL Multiphysics
COMSOL
Finite-element analysis to simulate current crowding and temperature gradients.
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