Elektromigration in Gold und Silber Nanostrukturen

3.2 Widerstandsmessungen und in-situ REM-Untersuchungen 35
Abb. 3.5: Die Bestimmung des Widerstandes R(0) der unbelasteten Leiterbahnen erfolgt
anhand einer U(I) Kennlinie mit Stromstärken bis ±0, 5 mA. Die Abbildung zeigt den typischen
Verlauf der Spannung U als Funktion des eingeprägten Stroms I.
lichen Elektromigrations-Experiment zu keiner signifikanten Erwärmung der Leiterbah-
nen und damit zu keiner Änderung des Widerstandes aufgrund von Joul’scher Wärme
(siehe Kap. 4.1.3). Der Widerstand der unbelasteten Leiterbahnen wird über eine U(I)
Kennlinie ermittelt und im folgenden mit R(0) bezeichnet. Um den Widerstand R(0)
von dem Widerstand der Leiterbahn mit hoher Strombelastung zu unterscheiden, wird
dieser im folgenden als Widerstand R(I) bezeichnet.
Abb. 3.5 zeigt eine typische U von I -Kennlinie einer Goldleiterbahn. Der Widerstand
R(0) ergibt sich zu R(0) = δU/δI und liegt in diesem Beispiel bei R(0) = 21, 6 Ω. Bei
der linearen Anpassung an die Messwerte ergibt sich weiterhin ein Versatz der Mess-
kurve gegenüber dem Koordinatenursprung von 0, 056 mV . Dieser ist vermutlich auf
die zwischen den Kontakten (unter anderem: Kontaktpads - Bonddrähte, Chipcarrier -
Probenhalter) auftretende Thermospannungen zurückzuführen.
Für die weiteren Messungen wird vorausgesetzt, dass sich während der Elektromi-
grationsmessungen keine Änderungen an den Kontakten aufgrund des hohen Strom-
flusses ergeben. Dies wird anhand eines Vergleiches zwischen den 4-Punkt- und 2-
Punkt-Widerständen überprüft, bei welchem sich ein konstanter Unterschied dieser Wi-
derstände ergeben sollte. Weichen die Messwerte voneinander ab, ist es zu morpholo-
gischen Änderungen an den elektrischen Kontakten gekommen. Dies muss ggf. bei den
weiteren Auswertungen berücksichtigt werden.
Mit Hilfe von speziell präparierten Proben wurde versucht, den Widerstand der Sub-
strate abzuschätzen. Hierzu wurde das Standard-Layout ohne Leiterbahn hergestellt, d.