金属电阻率(哈氏合金的电阻率)

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电阻温度系数的定义和原理

随着大规模集成电路向深亚微米时代的发展,制造工艺的可控范围将变得更窄,对集成电路可靠性的要求将不断提高。集成电路制造商需要更多的在线和实时监控方法来确保生产线上的产量和产品可靠性。由于对集成电路封装容量的要求越来越高,但对芯片尺寸的要求越来越小,金属互连层在产品的可靠性中起着越来越重要的作用。芯片级应力迁移测试、恒温电迁移测试和封装级测试是监测金属互连层可靠性的主要方法。但他们的共同问题是需要数百甚至数千小时的测试周期,这对于快速在线监控来说是不可接受的。

电阻温度系数的定义:

电阻温度系数作为反映电阻随温度变化的参数,广泛应用于金属互连的可靠性测试中。详细阐述了电阻温度系数的内在含义,指出电阻温度系数与金属互连层的微观结构有关,与电迁移测试结果有很强的相关性。电阻温度系数可作为金属互连层可靠性监测的早期参数,用于工艺开发、产品验证和在线监测的早期预测。

电阻温度系数原理:

电阻温度系数(简称TCR)表示电阻当温度改变1摄氏度时,电阻值的相对变化,单位为ppm/℃。有负温度系数、正温度系数及在某一特定温度下电阻只会发生突变的临界温度系数。紫铜的电阻温度系数为1/234.5℃。电阻温度系数是一个与金属的微观结构密切相关的一个参数,在没有任何缺陷的情况下,它具有理论上的最大值。也就是说,电阻温度系数本身的大小在一定程度上表征了金属工艺的性能。在新技术工艺的研发过程或在线监测中,我们可以利用电阻温度系数对金属的可靠性进行早期监测与快速评估。

在半导体中,金属互连层(铝或铜)的电阻在接近常温的范围内与其温度呈线性关系,这就是为什么在半导体测试中经常使用金属互连线作为温度传感器。在半导体中,电阻的温度系数用来表征金属电阻与其温度之间的关系。电阻温度系数表示单位温度变化时电阻值(电阻率)的相对变化。

电阻的温度系数不是常数,而是随温度变化的数值。随着温度的升高,电阻的温度系数降低。所以我们所说的电阻的温度系数是针对特定温度的。

对于纯晶体结构的理想金属,其电阻率

电阻的温度系数是一个与金属微观结构密切相关的参数,它有一个没有任何缺陷的理论最大值。也就是说,电阻的温度系数本身在一定程度上表征了金属加工的性能。在新技术、新工艺的研发过程或在线监测中,可以利用电阻的温度系数对金属的可靠性进行早期监测和评估。

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