金纳米引线热疲劳实验：微电子器件中的微观挑战

本文主要探讨的是金纳米互连引线在微电子器件中的热疲劳行为，针对的是随着现代技术发展，大规模集成电路引线的特征宽度已经缩小到只有45纳米这一极端情况。这种微小尺寸的引线在电路运行过程中，由于温度波动引发的热力疲劳成为了一个关键问题。研究者李喜德和孙丽娟，以及凌雪教授团队，利用清华大学航天航空学院的实验室资源，重点关注了长度为20微米、厚度为35纳米，宽度范围从500纳米至100纳米的金（Au）引线的实验研究。 他们通过四探针测量技术对这些金纳米引线在交流电作用下的热力疲劳特性进行了深入分析。实验结果显示，随着引线尺寸的减小，热疲劳的敏感性显著增强，这可能源于高温和低温循环过程中材料微观结构的变化，如晶格位错运动、材料相变等。热疲劳破坏机理涉及材料的热膨胀系数、导热性能以及热应力在微尺度下的分布和累积。 论文还提到了该研究得到了国家自然科学基金（Nos. 10972113, 10732080）、国家重点基础研究发展计划（Nos. 2007CB936803, 2010CB631005）以及高等学校博士学科点专项科研基金（No. 20070003053）的支持，表明这项工作是在多方面国家科研资金的资助下进行的，旨在推动纳米尺度材料的耐久性和可靠性研究。 此外，论文的关键词包括“纳米引线”、“热疲劳”和“薄膜”，强调了研究的焦点在于微电子领域中具有挑战性的材料性能问题。整体而言，这篇论文为理解和改善微电子设备中的热疲劳问题提供了实证数据和理论依据，对于提升微电子器件的可靠性和使用寿命具有重要意义。