基于COMSOL软件的三维封装电迁移Cu互连线的多物理场模拟仿真

本案例提出一种新的电迁移仿真建模方法，通过COMSOL多物理场软件建立了经典三维Cu互连线结构。通过有限元仿真得到三维互连线的温度、电流密度和应力分布，获得了更优的数据仿真结果。仿真模型如图1所示。仿真结果如图2所示。

图1 几何模型

Cu互连线中等温面分布

Cu互连线的电流密度分布图

Cu互连线应力分布图

Cu互连线中电迁移导致的原子扩散通量散度分布

Cu互连线热迁移原子扩散通量散度分布

图2 数值仿真结果

结果显示，金属互连线中电流在直角内侧有严重的淤积现象，电迁移在互连线转折处最为剧烈;高温区域位于直角内外侧之间，热迁移的程度随着温度的升高而升高;高应力区域主要是互连线的外边缘处，但是应力迁移在总体电迁移中占比较小，几乎可以忽略。另外，Cu互连线的抗电迁移性能总体优于Ag互连线，是优异的高密度集成电路导体材料。

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