実用上の影響とは? わかりやすく解説

実用上の影響

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2020/08/18 05:16 UTC 版)

エレクトロマイグレーション」の記事における「実用上の影響」の解説

エレクトロマイグレーション集積回路信頼性損なう。最悪場合回路一部切断された状態となり、全く動作不可能になる配線信頼性は、宇宙開発軍用応用だけでなく、自動車アンチロック・ブレーキ・システムなどの民生応用でも重要とされているため、この現象にはテクノロジー的にも経済的に大きな関心寄せられている。 一般に商用集積回路製品寿命は、配線機能を失うまでの期間よりもかなり短く通常の製品エレクトロマイグレーション発生考慮することはほとんどないブラックの式という数式集積回路内の配線寿命予測でき、HTOLという検査技法デバイス高温かつ電流密度の高い状況試験しその結果から通常の状態での寿命外挿して推定するエレクトロマイグレーションによる欠陥蓄積した集積回路は全く機能しなくなるが、その兆候間欠的な不具合として表れ診断は非常に難しい。ごく一部配線先に途切れるので、回路無作為エラー発生するように見え、(ESD故障など)他の故障区別しにくい。実験室では電子顕微鏡によりエレクトロマイグレーション様子観察できる回路微細化するにつれてエレクトロマイグレーションによる故障可能性増大している。これは、回路サイズが 1/k 倍になると、電力密度は k 倍、電流密度は k2 倍となり、エレクトロマイグレーション影響大きくなるためである。最近半導体製造プロセスでは配線素材としてアルミニウム代わりにを使うようになっているは脆いが、導電率が高いため)。エレクトロマイグレーション影響されにくい性質があるが、全くないわけではないため銅配線エレクトロマイグレーション研究は今も続いている[いつ?]。 現代民生用電子機器では、集積回路エレクトロマイグレーションによって故障することはほとんどない。何故なら、集積回路レイアウト設計段階エレクトロマイグレーション影響考慮に入れるからである。ほとんど全ての集積回路設計EDAツール使っており、トランジスタのレイアウトレベルでエレクトロマイグレーションに関して検証することができる。メーカー指定する温度電圧使用すれば正しく設計され集積回路エレクトロマイグレーション故障する前に他の要因γ線ダメージ蓄積など)で故障することになる。 とはいうもののエレクトロマイグレーションによる故障記録もある。1980年代後半ウェスタン・デジタルデスクトップ型ディスクドライブ装置出荷12カ月から18カ月でほぼ必ず故障するという事態が発生した故障返品され装置調べたところ、他社製集積回路コントローラ設計基準問題があることが判明した問題集積回路別の会社のものと置換したところ、故障発生しなくなったが、それまで同社大損害を被ったマイクロプロセッサオーバークロック(特に電圧通常より高くした場合)によってもエレクトロマイグレーション発生しやすくなり、寿命がかなり短くなるエレクトロマイグレーションは低電圧パワーMOSFETのような電力用半導体素子故障原因にもなる(ソース電極通常アルミニウム)の電流密度限界以上になることがあるため)。アルミニウム層がダメージを受けると、ON状態の抵抗値増し最終的に完全に故障する

※この「実用上の影響」の解説は、「エレクトロマイグレーション」の解説の一部です。
「実用上の影響」を含む「エレクトロマイグレーション」の記事については、「エレクトロマイグレーション」の概要を参照ください。

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