“電子遷移(Electric mess move)”是上世紀50年代斯茂·斯迪尤德恩在微電子科學領域發現的一種從屬現象，指因電子的流動所導致的金屬原子移動的現象。因為此時流動的“物體”已經包括了金屬原子，所以也有人稱之為“金屬遷移”，其中最經典的實驗是“尤金實驗”。
基本介紹
- 中文名：電子遷移
- 外文名：Electric mess move
- 屬性：從屬現象
- 時間：50年代
- 領域：微電子科學
- 發現者：斯茂·斯迪尤德恩
概述,尤金實驗,電子遷移定義,
概述
在電流密度很高的導體上，電子的流動會產生不小的動量，這種動量作用在金屬原子上時，就可能使一些金屬原子脫離金屬表面到處流竄，結果就會導致原本光滑的金屬導線的表面變得凹凸不平，造成永久性的損害。這種損害是個逐漸積累的過程，當這種“凹凸不平”多到一定程度的時候，就會造成CPU內部導線的斷路與短路，而最終使得CPU報廢。溫度越高，電子流動所產生的作用就越大，其徹底破壞CPU內一條通路的時間就越少，即CPU的壽命也就越短，這也就是高溫會縮短CPU壽命的本質原因。
尤金實驗
尤金實驗是斯茂·斯迪尤德恩在哈弗大學實驗室內所做的一組實驗，主要證明了電子遷移對於CPU壽命的影響
當電流小於50mA時，CPU的溫度分布是這樣的：
但當電流增加至60mA至最大時，溫度分布圖則變成了
從上圖可以看出，當電流增大時，電阻不變而變化量Δn增大時，焦耳值也越大，溫度也越高
公式為：J=
因此，電子遷移發生在體積以及表面上的樣品和測量的壽命是一個有效的壽命（τEFF），它取決於體壽命（τB）在表面的複合速率（τS）。也就是有效壽命值了
在散裝材料的載流子或Shockley Read Hall（SRH）通過陷阱內半導體PN結空穴的能隙。在物質體τB的載流子壽命是由輻射壽命τrad、壽命τ和SRH壽命τSRH共同決定：
電子遷移是直接帶空隙半導體中空穴的動量機制。由空穴產生的不可見光是半導體器件中動量的最明顯的例子。輻射複合的關鍵特性：
電子與導帶中的空穴直接結合，釋放電子；
載流子在半導體中移動到能級上的速率取決於所引入的能級的距離。因此，如果能引入接近於帶邊，重組是不太可能的電子可能會重新‑發射到導帶邊有一個洞，而不是重新進入同一能量狀態從價帶。由於這個原因，靠近中間間隙的能級對重組非常有效。這種重組中心的效果可以用肖克利讀霍爾模型(Hall, 1952; Shockley and Read, 1952).進行適當的描述。在一般情況下，複合中心位於中間附近的能隙，可以簡化為少數載流子壽命更清楚地顯示對載流子的流動水平的依賴
SRH表達：
圖像表達：
電子遷移定義
"電子遷移"屬於電子科學的領域，在1960年代初期才被廣泛了解，是指電子的流動所導致的金屬原子的遷移現象。在電流強度很高的導體上，最典型的就是積體電路內部的電路，電子的流動帶給上面的金屬原子一個動量(momentum)，使得金屬原子脫離金屬表面四處流動，結果就導致金屬導線表面上形成坑洞(void)或土丘(hillock)，造成永久的損害，這是一個緩慢的過程，一旦發生，情況會越來越嚴重，到最後就會造成整個電路的短路(short)，整個積體電路就報銷了。
