Elektromigration in Gold und Silber Nanostrukturen

38 3. Experimentelles
U -
Abb. 3.6: Typisches Beispiel einer AFM-Aufnahme einer Goldleiterbahn nach der Elektromigration.
Der blaue Kreis deutet auf zwei Hügel hin, die sich während der Elektromigration
gebildet haben. Anhand solcher Aufnahmen wird die Schichtdicke der untersuchten Leiterbahnen
sowohl für die Goldleiterbahnen als auch für die einkristallinen Silberdrähte bestimmt.
von 256 ×256 Bildpunkten. Vor Bestimmung der Schichtdicken anhand der Leiterbahn-
proben wurde die Höhenmessung des Gerätes an einer Kalibrierprobe überprüft. An-
schließend wurde von jedem Aufdampfvorgang an einer Probe exemplarisch die Schicht-
dicke gemessen. Die so bestimmte Schichtdicke wird für die weiteren Berechnungen (z.
B. zur Bestimmung der Stromdichte in Verbindung mit den REM-Daten der Leiter-
bahnbreite) verwendet.
2
Abb. 3.6 zeigt eine typische AFM-Aufnahme einer polykristallinen Goldleiterbahn
nach der Elektromigration. Man erkennt das Höhenprofil der Leiterbahn und der Span-
nungsabgriffe (zur Kennzeichnung der Stromrichtung im Bild mit U - und U + bezeich-
net) sowie das Auftreten von Poren und Hügeln an der Oberfläche der Leiterbahn. Eine
quantitative Bestimmung, beispielsweise der Porenfläche, ist anhand solcher Aufnahmen
aufgrund der Faltung des AFM-Spitzenprofils mit dem Oberflächenprofil der Leiterbahn
nicht möglich. Bestimmt werden kann die Höhe der aufgetretenen Hügel; im Beispiel von
Abb. 3.6 wurde eine Höhe von ca. 30 nm einzelner Hügel (siehe Kreis) über der 40 nm
hohen Leiterbahn gemessen.
EDX
Zur Analyse der chemischen Zusammensetzung innerhalb der Leiterbahnen bzw. der
geschlossenen Schichten wurde auf die energiedispersive Röntgenanalyse zurückgegriffen.
4
U +
6
µm
8
10
12