Elektromigration in Gold und Silber Nanostrukturen

Abbildungsverzeichnis 129
Abbildungsverzeichnis
1.1 Beispiel für Elektromigrationseffekte in einer Goldleiterbahn. . . . . . . . 2
1.2 Übersicht der Metallisierungsebenen innerhalb eines IC’s. . . . . . . . . . 3
1.3 Metallisierungen innerhalb eines IC’s. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.4 Widerstand von Kupfermetallisierungen als Funktion der Strukturgröße. . 6
2.1 Schematische Darstellung der Kräfte innerhalb eines metallischen
Festkörpers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2 Schematische Darstellung des Potentialverlaufs während der Elektromi-
gration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3 Schematische Darstellung der fünf verschiedenen Sprungmöglichkeiten in-
nerhalb des Fünf-Frequenzen-Modells. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.4 Schematische Darstellung der verschiedenen Diffusionspfade innerhalb ei-
ner Leiterbahn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.5 Schematische Darstellung eines Tripelpunktes. . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.6 Stromdichteverteilung bei einem Richtungswechsel in einer Leiterbahn. . 21
2.7 Klassisches Blech-Experiment am Beispiel von Aluminiumleiterbahnen. . 23
2.8 Mittlere Ausfallzeit und Abweichungen der Ausfallzeit in Aluminiumlei-
terbahnen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.1 Prozessschritte bei der Elektronenstrahllithographie. . . . . . . . . . . . . 31
3.2 Typisches Layout, welches bei der Herstellung von polykristallinen Gold-
leiterbahnen verwendet wird. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3 Chipcarrier mit kontaktierter Probe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.4 Elektromigrationsmessplatz im Reinraum. . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.5 Zur Berechnung des Widerstandes R(0) der unbelasteten Leiterbahnen. . 35
3.6 Beispiel einer mittels AFM abgebildeten Goldleiterbahn. . . . . . . . . . 38
3.7 TEM- und REM-Aufnahmen einer geschlossenen Goldschicht. . . . . . . 39
3.8 Bestimmung der mittleren Korngröße anhand von TEM- und REM-
Aufnahmen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.9 Facettierung der 4 Grad fehlgeneigten Siliziumoberfläche. . . . . . . . . . 42
3.10 Wachstum von einkristallinen Silberdrähten. . . . . . . . . . . . . . . . . 43