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Degradación por Electromigración

Storyboard

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

>Modelo

ID:('ky', 1739)


Ecuación de Black

Storyboard



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

$n_{black}$
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
$s$



>Modelo

ID:('gm', 14986)


Campo eléctrico local

Storyboard



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

$E_{factor}$
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
$?·m$



>Modelo

ID:('gm', 14987)


Fuerza de viento electrónico

Storyboard



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

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



>Modelo

ID:('gm', 14988)


Flujo atómico inducido

Storyboard



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

$J_{atom}$
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
$eV/K$



>Modelo

ID:('gm', 14989)


Daño acumulado

Storyboard



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

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



>Modelo

ID:('gm', 14990)


Evolución temporal

Storyboard



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

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



>Modelo

ID:('gm', 14991)


Estructura del modelo

Descripción

Red de modelo


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$Z^*$
Z_star_eff
Carga efectiva
1
$D$
Damage
Daño acumulado
1
$n_{black}$
n_black
Exponente de corriente
1
$E_{factor}$
E_factor
Factor de concentración de campo
1
$A_{black}$
A_black
Prefactor de Black
s·(A/m²)^{n}
$J_{atom}$
J_atom_flux
Flujo atómico inducido
atom/m²·s
$N_{atom}$
N_atom_density
Densidad atómica
1/m³
$J$
J_current_density
Densidad de corriente
A/m²
$e$
e_ch
Carga elemental
C
$T$
T
Temperatura
K
$F_{wind}$
F_wind
Fuerza de viento electrónico
N
$E_{local}$
E_field_local
Campo eléctrico local
V/m
$Q_{em}$
Q_em
Energía de activación
eV
$L$
L_line
Longitud de interconexión
m
$D_{em}$
D_em
Difusividad
m²/s
$k_B$
k_B
Constante de Boltzmann
eV/K
$s_D$
damage_scale
Escala de daño
m³/atom
$\r ho_{metal}$
rho_metal
Resistividad del metal
?·m
$Delta t$
dt
Paso temporal
s
$MTTF_{em}$
MTTF_em
Vida media por electromigración
s

ID:(0, 1739)


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