MASSIVE HILLOCK GROWTH ON CATHODE SIDE OF TEST STRUCTURE DURING ELECTROMIGRATION EXPERIMENTS

Résumé
Nous observons l'apparition d'excroissances sur la cathode des structures de test au cours d'essais d'électromigration. Ce phénomène est opposé à celui habituellement observé en présence de gradients thermiques élevés aux extrémités des lignes de test. Sur les films Al-Si-Ti déposés à 80°C, l'apparition des excroissances est accompagnée de celles de fortes dépressions du coté de l'anode. En l'absence d'un réseau continu de joints de grains, la quantité de matière traversant entièrement la ligne est négligeable. Il en résulte une divergence importante du flux de matière aux deux extrémités de cette ligne. Sur les films Al-Cu, l'apparition des excroissances et le déplacement de leur front vers l'anode est controlé par l'électromigration progressive du cuivre. La divergence du flux de matière est due, comme dans l'expérience des bandes en croix, à une différence entre les coefficients de diffusion intergranulaire des zones riches et pauvres en cuivre.

Abstract
We observed a massive hillock growth on the cathode side of test structures during electromigration experiments. This phenomenon is opposite to the one observed when high self heating thermal gradients are presents. On Al-Si-Ti films, a mass depletion occurs on the anode while hillocks grow on the cathode. The discontinuity of the grain boundary network is responsible for these effects, which are correlated to an enhanced lifetime. On Al-Cu films, hillocks appear at the negative pad - end contact segment junction and their front progagates towards the anode with a velocity proportionnal to current density. As in the cross stripe experiment, the phenomenon results from the difference between the grain boundaries diffusion coefficients in Cu depleted and Cu rich areas.