金属薄膜热疲劳损伤行为及其微观机制的研究

项目名称： 金属薄膜热疲劳损伤行为及其微观机制的研究

项目编号： No.51171045

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 张滨

作者单位： 东北大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 随着集成电路向高集成度和高性能化的迅猛发展，其中的金属互连线长度和连线密度急剧增加，使该系统在电/热/力多场耦合作用下的失效几率显著升高。本项目选取典型的面心立方金属金作为研究对象，通过制备与微加工具有不同线宽和晶粒尺寸的金薄膜互连线样品，系统研究金薄膜在交流电诱发热循环应力/应变作用下的热疲劳寿命及损伤行为。采用扫描电镜的原位观察、结合电子背散射衍射技术以及聚焦离子束的局部分析手段，确定金属薄膜的热疲劳寿命与线宽、晶粒尺寸、线宽/晶粒尺寸比之间的定量关系；阐明具有不同线宽和晶粒尺寸的金属薄膜热疲劳失效机理，揭示线宽、晶粒尺寸及晶粒取向等对金属薄膜热疲劳损伤行为与热疲劳强度的影响规律；探索建立描述微尺度金属薄膜的热疲劳寿命的理论预测模型。项目研究结果不仅对集成电路中金属互连线的热疲劳可靠性的设计与服役安全性的评价具有重要的理论参考价值，且将进一步加深对微尺度金属材料高温疲劳新机理的认识。

中文关键词： 金属薄膜；热疲劳；尺寸效应；损伤；寿命

英文摘要：

英文关键词： Thin metal film；Thermal fatigue；Size effect；Damage；Life