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Dissertação

Mechanical behavior of nano-copper interconnects subjected to thermal loading EVALUATED

Detalhes: À medida que os componentes electrónicos vêem o seu tamanho reduzido, o aquecimento por efeito Joule desempenha um papel mais determinante na degradação ou mesmo falha de componentes electrónicos. As altas temperaturas observadas em tais dispositivos são um obstáculo ao desempenho de circuitos à escala nano. Nesse contexto, é crucial entender a forma como a arquitectura dos circuitos integrados baseados em silício sujeitos a carregamento térmico influencia as tensões geradas nas linhas interconectoras de cobre. O objectivo deste trabalho é produzir um modelo de Elementos Finitos capaz de prever as deformações e tensões térmicas em linhas interconectoras. Este modelo foi utilizado, em particular, para o estudo da influência de diferentes parâmetros geométricos nas tensões e deformações observadas nas linhas de cobre. O software de Elementos Finitos AbaqusTM foi utilizado para simular as condições de trabalho do circuito integrado. Uma abordagem inicial bidimensional foi usada para uma configuração de referência, a partir da qual foram estabelecidas tendências entre a arquitectura do modelo e as tensões térmicas. Finalmente, um modelo tridimensional foi desenvolvido e os resultados foram comparados com os estudos bidimensionais. No presente trabalho, confirmou-se que o modelo bidimensional apresentou resultados semelhantes ao modelo 3D para espessuras acima de 40µm. As tensões nas linhas de cobre tendem a estabilizar para razões de largura/altura superiores a 1.5 e distâncias entre linhas superiores à largura das mesmas. Configurações com larguras de linha menores são submetidas a maiores tensões de compressão. Os resultados obtidos fornecem orientações úteis para a optimização e design de circuitos.
Keywords: Interconectores de cobre, carregamento térmico, método dos elementos finitos, tensões residuais

Discussão: maio 21, 2019, 11:0