Étude expérimentale et numérique des phénomènes de fissuration dans les interconnexions de la microélectronique

par Hélène Brillet-Rouxel

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Michel Dupeux et de Muriel Braccini.

Soutenue en 2007

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Ce travail a pour objectif de mieux comprendre et maîtriser les défaillances mécaniques par fissuration liées à la réduction d’échelle des circuits intégrés appliquant la mécanique de la rupture à la microélectronique. La démarche scientifique pour discuter de l’intégrité mécanique de structures complexes telles que les interconnexions, a été conduite en deux étapes. - Comprendre et caractériser les mécanismes de fissurations sur les films minces fragiles de low-k par deux méthodes expérimentales, nanoindentation coin de cube et multifissuration canalisée en flexion 4 points. Les valeurs de ténacités obtenues, étant les plus critiques, servent ainsi de valeurs seuils pour estimer les risques de rupture d’une structure d’interconnexion. - Estimer les risques de perte d’intégrité d’une structure par des approches numériques par Eléments finis. L’une est basée sur un critère d’amorçage de fissure aux singularités géométriques et matérielles, la seconde sur un critère énergétique de propagation de fissure pré-existante. Les résultats obtenus permettent d’établir les tendances générales d’influence de l’architecture des structures sur leur risque de fissuration


  • Résumé

    The aim of this work is to better understand and predict the mechanical failures, by crack initiation and propagation due to the scale reduction in integrated circuits, using fracture mechanics applied to microelectronic. The scientific approach to discuss the mechanical integrity of complex structures such as interconnects, is conducted in two steps. - Understanding and characterizing crack phenomena in brittle low-k thin films by two experimental methods nanoindentation and multicracking by four points bending test. The toughness values thus obtained, as the most severe, are necessary to estimate the failure risk of an interconnect structure. - With the help of Finite Element numerical techniques, estimating the risk of structure integrity loss. A first one is based on nucleation criterion at geometrics and materials singularities. A second one is based on pre-existing crack propagation energy criteria. These results obtained allow establishing general features for the influence of interconnect architecture on their failure risk

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Informations

  • Détails : 1 vol. (193 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres ; publications de l'auteur p. 193

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS07/GRE1/0004/D
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
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  • Cote : TS07/GRE1/0004
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