Elektromigration in Gold und Silber Nanostrukturen

34 3. Experimentelles
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Abb. 3.4: Der Elektromigrationsmessplatz im Reinraum. Als zentrales Gerät für die Elektromigrationsmessungen
wurde ein LEO 1530 Rasterelektronenmikroskop (Bildmitte) genutzt.
Links im Bild ist der Messstand für die Widerstandsmessungen zu sehen.
mit kontaktierter Probe. Die Teilbilder 3.3 a) und b) sind Fotografien des Probenhalters,
wobei in Teilbild b) deutlich die Bonddrähte zwischen dem Siliziumsubstrat und dem
Chipcarrier zu erkennen sind. Abb. 3.3 c) zeigt REM-Aufnahmen einer Goldleiterbahn
in verschiedenen Vergrößerungen. Man erkennt oben in Teilbild c) die Kontaktpads mit
den Bonddrähten. In den höheren Vergrößerungen ist die Vier-Punkt-Kontaktierung
der Leiterbahn zu erkennen. Die Spannungsabgriffe befinden sich ca. 500 nm neben der
Leiterbahn, um einen Einfluss auf das Elektromigrationsverhalten zu verhindern. Wenn
nicht anders vermerkt, handelt es sich bei den in dieser Arbeit vorgestellten Messungen
um Vier-Punkt-Messungen, bei denen entweder mit einem eingeprägten Strom oder mit
einer eingeprägten Spannung gearbeitet wurde.
Die Datenaufnahme bei den Widerstandsmessungen erfolgte mit einem selbst er-
stellten Messprogramm an einem neu aufgebauten Messstand, der sich im Reinraum
befindet. In Abb. 3.4 ist dieser Messplatz für die Elektromigrationsmessungen zu sehen.
Von links nach rechts ist zunächst der neu erstellte Messplatz für die Widerstandsmes-
sungen mit Computeransteuerung und den Keithley-Messgeräten zu erkennen (1). Die
Säule des REM ist in der Mitte des Bildes zu sehen (2). Im rechten Teil von Abb. 3.4
sind die Kontrollmonitore für die Elektronenstrahllithographie (3) sowie das Rasterelek-
tronenmikroskop (4) zu sehen.
Vor den Elektromigrationsmessungen, die typischerweise mit Stromdichten im Be-
reich von 10 8 A/cm 2 durchgeführt werden, wird der Widerstand der Leiterbahn mit
Stromstärken I = −0, 5 mA bis 0, 5 mA in 0, 1 mA-Schritten bestimmt (dies entspricht
Stromdichten im Bereich von 10 −6 A/cm 2 ). Hierbei kommt es im Gegensatz zum eigent-