金属电迁移问题用来表示导致芯片上金属互连线断裂、熔化等的一些失效原因。当电子流过金属线时,将同金属线的原子发生碰撞,碰撞导致金属的电阻增大,并且会发热。在一定时间内如果有大量的电子同金属原子发生碰撞,金属原子就会沿着电子的方向进行流动。这将会导致两个问题:第一,移动后的原子将在金属上留下一个空位,如果大量的原子被移动,则连线断开;第二,被移动的原子必须停在某一个地方,如果这些原子停在某个地方使别的金属连线短路,则芯片的逻辑功能就被改变,从而发生错误。
电迁移是一个长时间的损耗现象,常常表现出经过一段时间后芯片有时序或功能性错误。如果芯片中某一根连线是唯一的,那么当发生电迁移问题以后,会导致整个芯片的功能失效。如果一些连线本来就有冗余设计,例如电源网络,当发生电迁移问题后,其中的一部分连线会断开,而其它部分的连线就会承受较大的IR压降问题。如果因为电迁移而导致了线路间的短路,那整个芯片就失效。