Интернет магазин китайских планшетных компьютеров

Компьютеры - Электромиграция - Механизмы электромиграции

В качестве основных механизмов электромиграции можно выделить два взаимосвязанных процесса: диффузия возбужденных ионов и температурные эффекты.

Электромиграционная диффузия

В гомогенной кристаллической структуре за счет однородности кристаллической решетки, столкновения между ионами металла и носителями заряда происходят достаточно редко. Однако, ситуация меняется на границах кристаллических зёрен, межсоединениях металлов и их поверхности — из-за несимметричности кристаллической решетки обмен импульсами движения происходит гораздо интенсивнее. Так как ионы металла на границах связанны гораздо слабее, нежели внутри однородной кристаллической решетки, при определенном значении электронного ветра ионы начинают дрейфовать в направлении текущего тока.

Электромиграционную диффузию можно разделить на 3 группы: диффузия на границах кристаллических зёрен, диффузия внутри кристаллических зёрен и диффузия на поверхности проводника. В алюминии главным образом происходит диффузия на границах кристаллических зёрен, в то время как в медных проводниках преобладает поверхностная диффузия.

Температурные эффекты

В идеальном проводнике атомы расположены в узлах кристаллической решетки, сквозь которую свободно движутся электроны. Таким образом электромиграция в идеальном проводнике не происходит. Однако, в реальном проводнике кристаллическая решетка не идеальна. За счет этого, а также за счет теплового колебания атомов проводника, электроны начинают с ними сталкиваться. Таким образом, атомы оказываются отброшены еще дальше от узлов идеальной кристаллической решетке, что еще больше увеличивает количество столкновений между электронами и атомами, а также к увеличению амплитуды температурного колебания. Обычно импульса относительного легких электронов не достаточно, чтобы постоянно сдвигать атомы из кристаллической решетки, и процесс электромиграции не запускается, однако при повышении плотности тока и/или температуры, достаточно много электронов сталкивается в атомами, что заставляет их вибрировать сильнее и дальше от своих исходных позиций. Таким образом, сопротивление проводника существенно увеличивается, что в свою очередь приводит к джоулевскому нагреванию металла и может вывести из строя электронный компонент.