A2 Dégradation par électromigration

Topique

Cette interconnexion métallique, lorsqu'elle est parcourue par un courant de très haute densité, génère en son sein une force de vent électronique qui s'exerce sur ses propres atomes métalliques : les électrons de conduction traversant cette interconnexion à cette densité de courant très élevée entrent en collision avec ces atomes métalliques sur leur trajet, et c'est l'impulsion transférée par chaque collision de ces électrons de conduction aux atomes métalliques qui pousse ces mêmes atomes métalliques dans le sens du flux des électrons de conduction, au lieu de les repousser dans le sens opposé, comme le champ électrique l'imposerait à un ion positif isolé. Une densité de courant plus élevée engendre une force de vent électronique plus importante sur ces atomes métalliques.

En effet, plus la densité de courant est élevée, plus la force de vent électronique exercée sur ces atomes métalliques est importante. Cette même force du vent d'électrons induit un flux atomique sur les atomes métalliques de cette interconnexion métallique : ces atomes, poussés par cette force dans le sens du flux d'électrons de conduction, sont déplacés un à un le long de l'interconnexion. Ce déplacement net, sans cette force du vent d'électrons, ne se produirait pas par la seule agitation thermique de ces atomes, quelle que soit la direction. Plus la force du vent d'électrons est importante, plus le flux atomique induit est grand.

Ainsi, ce modèle, avec la force du vent d'électrons et le flux atomique induit qui l'ont permis d'établir, provoque la formation de vides par ce même flux atomique induit, là où il s'accumule de manière inégale le long de l'interconnexion. Dans les sections de l'interconnexion où le flux induit entraîne la sortie d'un plus grand nombre d'atomes métalliques que leur entrée, un déficit d'atomes métalliques s'accumule, créant finalement un vide. C'est ce vide, lorsqu'il devient suffisamment grand pour interrompre complètement la section de l'interconnexion, qui provoque une coupure du circuit. Le fait que cette densité de courant, avec laquelle ce modèle a été ouvert, reste plus élevée pendant une période plus longue sur cette interconnexion métallique signifie que ce flux atomique induit accumule ce vide plus rapidement et, par conséquent, la demi-vie jusqu'à cette défaillance en circuit ouvert, que l'équation de Black prédit en fonction de cette densité de courant et de la température de cette interconnexion métallique, est plus courte.

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